纳米结构Ni-Al2O3梯度涂层的制备及结构表征

摘要

将微米级的Ni和Al2O3粉末通过行星式球磨机沉积在固定于球磨罐内顶端的铝板上，制备纳米结构的Ni-Al2O3复合涂层。共采用五组不同Ni与Al2O3质量比(1:1~16:1)的混合粉末，并制备一组纯Ni涂层。用XRD、SEM和TEM技术对涂层的相组成和微观结构进行表征。结果表明，初始混合粉末的成分对涂层中Al2O3颗粒的含量和微观结构有很大影响。Al2O3含量高的初始混合粉沉积的涂层中，Al2O3颗粒所占体积分数大。虽然通过本研究的方法可沉积出含有50%Al2O3颗粒的Ni-Al2O3复合涂层，但其性能差，制备出的致密度高、无裂纹和/或孔洞的涂层中Al2O3颗粒的含量小于20%，且需用Ni和Al2O3质量比≥4:1的初始混合粉制备。研究还发现，机械和冶金结合是涂层和铝基体结合的主要机理。通过在同一制备条件下沉积两种独立的涂料层可以成功制备出具有较好的致密度和完整性的功能梯度复合涂层。