第十四届全国表面工程大会

155 / 2022-09-19 10:28:38

微弧氧化纳米粒子同步沉积烧结工艺构建双层涂层及机理

微弧氧化,纳米粒子,微弧放电,双层涂层

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微弧氧化过程中微纳米粒子参与放电微区的物理/化学反应为功能涂层的设计提供新途径，但传统工艺条件下微弧反应过程中，微纳米颗粒参与微区放电反应的量少、且不可控，掺杂粒子仅少量存在于涂层表面或涂层内有限深度，关键性能改善受限。本文基于纳米粒子添加后，出现密集、瞬时强火花放电，伴随着瞬态电流和温度突增，声发射和光发射增强的特殊现象，提出微弧氧化-纳米粒子同步沉积烧结技术一步构建微弧氧化底层+纳米粒子沉积烧结外层的大厚度双层涂层。涂层/电解液界面产生瞬时致密微弧放电，诱导有机(如，PTFE)或无机(如，SiC)纳米粒子的定向迁移，并沉积烧结形成富含纳米粒子的外层。结合放电现象和涂层结构演变，揭示双层涂层的形成机理。与单一微弧氧化涂层相比，双层涂层具有优异的性能，如耐腐蚀、低且稳定的摩擦系数。此外，通过特定电解液体系与特殊纳米粒子的匹配调控，可实现按需定制不同类型或特定尺寸的涂层结构，以实现多功能特性，满足不同技术装备领域的服役要求。