等离子喷涂硅酸盐搪瓷涂层及其热循环行为研究

摘要

[目的]硅酸盐搪瓷涂层在冷热循环过程中的失效行为很少受到关注。[方法]采用喷雾造粒与烧结相结合的方式制备了多组分硅酸盐团聚烧结喷涂粉末材料，随后采用大气等离子喷涂技术在12CrMoV合金钢表面制备了SiO₂–Al₂O₃–Na₂CO₃–CaO基硅酸盐搪瓷涂层，研究了该涂层的微观组织和在700℃下的水淬热震循环行为。[结果]硅酸盐团聚烧结喷涂粉末材料呈球形，粒径分布在20～60μm之间。等离子喷涂硅酸盐涂层呈明显的堆叠层状铺展沉积，表面较为粗糙，其内部虽然存在一定数量的闭孔，但整体较为致密，除了含有一定数量的非晶相，还有SiO₂、Al₂SiO₅和Ca₂MgSi₂O₇晶相。该涂层在700℃水淬热震循环145次后发生部分脆性剥落。[结论]热震循环过程中发生的金属基体氧化、晶相分解，以及冷热交变循环等因素产生的热应力可能是导致涂层失效的原因。

关键词

合金钢 / 硅酸盐搪瓷涂层 / 大气等离子喷涂 / 喷雾造粒 / 热循环 / 微观结构