ZrO2陶瓷颗粒在激光作用下组织形貌演变规律

摘要

采用激光表面处理技术制备ZrO2复合热障涂层可使陶瓷颗粒与金属之间实现冶金结合,增加结合强度,但由于陶瓷颗粒和金属热膨胀系数之间的差异,制备大面积复合热障涂层仍存在比较严重的开裂问题.为降低复合材料层的开裂倾向,更好地控制ZrO2陶瓷颗粒的离散规律,本文针对激光熔注过程中陶瓷颗粒的熔化问题,采用高速摄像、扫描电子显微镜研究了氧化锆陶瓷颗粒进入熔池前后激光对其形貌与离散规律的影响规律.结果表明,在激光能量密度较低的情况下,激光直接作用于氧化锆陶瓷颗粒会导致单个ZrO2陶瓷颗粒发生裂解现象;当激光能量密度高于2.5 J/mm2时,ZrO2陶瓷颗粒熔化严重并发生球化现象.在激光熔注过程中,由于受到激光和高温熔池的双重作用,氧化锆陶瓷颗粒内部晶粒长大,高能量大尺寸晶界促进了Ti熔体向ZrO2陶瓷颗粒内部扩散.