对等离子喷涂而言,当喂料的成分配比发生变化时,所得涂层的物相及组织有所不同,都会影响涂层的质量。在此我们采用改变喂料中铝和氧化铌的质量比的方法来研究Al和Nb2O5配比对复合涂层的影响,喷涂功率固定在30kW。
图1为Al和Nb2O5不同配比的喷涂喂料,在30kW喷涂功率下制备的复合涂层的XRD衍射谱。由图1可以看出,随着喷涂喂料中Al含量的增加,涂层中AlNbO4、Al2O3衍射峰的相对强度增加,NbO2衍射峰的相对强度降低;而当铝和氧化铌的质量比为2:10和2.5:10时,在衍射图谱中没有出现Al的衍射峰,说明这两个配比的复合粉在喷涂过程中铝完全反应了。但当喷涂喂料中Al和Nb2O5的质量比为3:10和3.5:10时,衍射图谱中出现Al的衍射峰,说明这两个配比的复合粉在喷涂过程中铝未完全反应,涂层中有剩余的铝。

图1 Al和Nb205不同配比复合涂层的XRD衍射图(a)2:10,(b)2.5:10,(c)3:10,(d)3.5:10
图2为不同配比的Al和Nb2O5制备的复合涂层形貌。由图可以看出,复合涂层的组织均为多相分布的层片状复合组织,各物相的含量和分布均匀程度有所不同,图2(b)中各组织分布较均匀,而图2(a)、(c)、(d)中各组织分布不太均匀。这是由于随着Al和Nb205配比的改变,复合粉中Al的含量升高,涂层中AINbO4和Al2O3逐渐增加,各相分布的均匀程度先升高后降低。从涂层组织中相分布、组织形貌的角度考虑,当Al和Nb2O5的配比(质量比)为2.5:10时,涂层的质量最好。

图2 Al和Nb205不同配比的复合涂层显微形貌(a)2:10,(b)2.5:10,(c)3:10,(d)3.5:10
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