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《碳纤维增强聚酰亚胺复合材料表面梯度涂层制备与组织性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、碳纤维增强聚酰亚胺复合材料表面梯度涂层制备与组织性能研究7碳纤维增强聚酰亚胺复合材料表面梯度涂层制备与组织性能研究StudyonProcess,MicrostructureandPropertiesofSurfaceGradedCoatingonC/PMR15Composite1,2222黄小婷,王富耻,马壮,王全胜(1中原工学院,郑州450007;2北京理工大学材料科学与工程学院,北京100081)1,2222HUANGXiao2ting,WANGFu2chi,MAZhuang,WANGQuan2sheng(1ZhongyuanUniversityofTech
2、nology,Zhengzhou450007,China;2BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)摘要:在碳纤维增强聚酰亚胺基体上设计了Ni2Ni/Cr2WC/Co和PI2Ni/Cr2WC/Co两种表面梯度涂层,并对其进行微观组织分析和抗热震性能测试,结果表明,采用化学镀镍和超音速火焰喷涂复合工艺得到的Ni2Ni/Cr2WC/Co梯度涂层结构较为致密,与基体结合较好,涂层经300次热震后无明显变化;采用超音速火焰喷涂得到的PI2Ni/Cr2WC/Co梯度涂层结构疏松,与基体结合力差,涂层经273次热震后
3、完全脱落。镀镍层与基体能够通过机械力和原子力结合,也可以与镍铬合金层通过冶金结合、机械嵌合结合,同时在缓解涂层应力等方面起到重要作用,从而有效提高了梯度涂层的结合强度。关键词:梯度涂层;化学镀镍;抗热震性中图分类号:TB333文献标识码:A文章编号:100124381(2005)0520007204Abstract:TwosurfacegradedcoatingsonC/PMR15substrate,Ni2Ni/Cr2WC/CoandPI2Ni/Cr2WC/Coweredesigned.Microstructureandtheabilityofresistanc
4、ethermalshockweretested.TheresultsshowthattheNi2Ni/Cr2WC/CocoatingsbyelectrolessnickelandHVOFarecompacter,higherbondstrengththanthePI2Ni/Cr2WC/CocoatingsbyHVOF.Theformercanresist300thermalcyclesandhavenovisiblechanges,whilethelatterfailthroughdelaminationafter273thermalcycles.Themain
5、reasonsarethatthelayerofelectrolessnickelcanbecombinedwiththesubstratethroughmechanicalandatomicforces,andalsowiththeNi2Cralloylayerbymetallurgicandmechanicalreaction,inaddi2tionefficientlyrelaxthestressofthecoating,sothebondstrengthofthegradedcoatingisincreased.Keywords:gradedcoatin
6、g;electrolessnickel;thermalshockresistance碳纤维增强聚酰亚胺(C/PMR15)良好的综合性行喷涂,以实现基体与涂层的良好结合,扩大C/能使其成为航空发动机涡轮叶片减重的主要材料之PMR15的应用领域。一,但其表面的抗氧化性及耐烧蚀性能尚不能满足实际工况要求,对其表面进行热喷涂钴包碳化钨(WC/1实验方法[1—4]Co)是提高该方面性能行之有效的途径。但钴包碳化钨与C/PMR15在物理、化学等性能方面都存在采用100mm×20mm×3mm长条形C/PMR15较大差异,且C/PMR15在喷涂过程中由于温度过高试样,碳纤维含量
7、为60%～70%(体积分数)。喷涂粉而发生碳化、分解,如何保持基体在喷涂过程中的稳末为颗粒度35～50μm的钴包碳化钨粉末和与基体结定,提高涂层与基体间的结合力是目前存在的主要问构相同的聚酰亚胺粉末,粒度为100～180μm。分析题。进行合理的梯度涂层设计能在一定程度上缓解基基体与粉末的性能,设计了如下两种涂层方案:(1)基体与涂层的性能匹配问题。国内在这一领域的研究还体上先镀一层镍,之后喷涂镍铬合金打底,再喷涂钴包很少,为此,本研究在C/PMR15表面设计了Ni2Ni/碳化钨层;(2)基体上喷涂一层聚酰亚胺,之后喷涂镍Cr2WC/Co和PI2Ni/Cr2WC/
8、Co两种梯度功能涂层进铬
