针对涂层而言,其微观形貌尤为关键,将会使表层颗粒的积聚状况以及粗糙程度得到有效体现,底层与基体、面层与底层界面的结合情况可以通过翘起、分层现象,涂层截面组织均匀性等观察。底层未熔颗粒及其与基体界面情况;面层与底层界面,面层间的孔隙、氧化物及未熔颗粒的情况也可反映。采用SEM对三种涂层进行观察,图1为FH–80喷涂CoMoCrSi涂层的微观形貌。图2为SX–80喷涂CoMoCrSi涂层的SEM形貌。图3为TriplexPro210喷涂CoMoCrSi涂层的SEM形貌。对图1b)、图2b)和图3b)涂层的表面形态由三个过程进行了分析,并得出结论,这三个过程的涂层表面粗糙,存在一定程度的不熔化的颗粒、夹杂物和毛孔。
(1)在图1至图3中,对标记A处进行观察可知,熔融颗粒在逐渐变平之后,与涂层密切连接,在充分的熔化及雾化条件下,喷雾粒子迅速沉积。
(2)图中标记B处并非完全融化粒子和夹杂物形成的凸形状,从而导致涂层表面粗糙,因为进程的一部分,喷涂粒子在等离子体射流充分融化,烟雾以及粒子夹杂物将会对其产生重要影响,甚至会关系到结合程度以及摩擦性能等其他因素。在图中标记C处是指涂层中的孔隙。可以看出,FH–80和TriplexPro210制备的CoMoCrSi涂层的气孔数量比SX–80少,从某些方面来看,将会受到喷涂工艺系数以及除尘方法的直接影响。
(3)通过比较观察图1a)、图2a)和图3a),可以看出有粒子在non–melting或semi–melting三个过程的表面涂料、和这些粒子没有夷为平地后沉积在表面,影响后续粒子的绑定和随后的涂料的密度。与FH–80和SX–80制备CoMoCrSi涂层相比,TriplexPro210制备CoMoCrSi涂层表面无熔融颗粒较少,完全平整,涂层表面相对平整,减少了涂层中孔隙和夹杂的数量。颗粒的熔化状态较好也是提高涂层机械联锁度的前提,使涂层具有较高的结合强度。
(4)在高倍显微镜下观察图1b)、图2b)和图3b),观察涂层局部微观形貌。可以看出,FH–80和SX–80制备CoMoCrSi涂层的气孔聚集并延伸到内部,未熔融颗粒的大小为10μm左右,这主要是由于火焰流中粉末未完全熔融造成的。TriplexPro210制备CoMoCrSi涂层具有很少的孔,没有明显的扩展到涂层的内部。可见,贯穿孔隙较少,涂层致密化程度高于其他两种。
图1 FH–80喷枪制备的CoMoCrSi涂层的表面形貌a)低倍;b)高倍
图2 SX–80喷枪制备的CoMoCrSi涂层的表面形貌a)低倍;b)高倍
图3 TriplexPro210喷枪制备的CoMoCrSi涂层的表面形貌a)低倍;b)高倍
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