Ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｌ ｏ ｗＰ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅＰ ｌ ａ ｓ ｍａＳ ｐ ｒ ａ ｙ ｅ ｄＡ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ａＣ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ

　　Ｄ Ｅ Ｎ ＧＣ ｈ ｕ ｎ  Ｍ ｉ ｎ ｇ ，Ｚ Ｈ Ｏ ＵＫ ｅ  Ｓ ｏ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ ＵＭ ｉ ｎ ，Ｄ Ｅ Ｎ ＧＣ ｈ ａ ｎ ｇ  Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ， Ｓ Ｏ Ｎ ＧＪ ｉ ｎ  Ｂ ｉ ｎ ｇ ，Ｚ Ｈ Ｅ Ｎ ＧＺ ｈ ｉ  Ｇ ａ ｎ ｇ

　　文章编号： １ ０ ０ ０  ３ ２ ４ Ｘ （ ２ ０ ０ ９ ） ０ １  ０ １ １ ７  ０ ５

　　无机资料学报 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃＭ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ

　　Ｖ ｏ ｌ ． ２ ４ ，Ｎ ｏ ． １ ， ２ ０ ０ ９ Ｊ ａ ｎ ．

　　（ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕＲ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈＩ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅｏ ｆ Ｎ ｏ ｎ ｆ ｅ ｒ ｒ ｏ ｕ ｓ Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｓ ，Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ６ ５ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）

　　收稿日期： ２ ０ ０ ８  ０ ３  ２ ４ ，收到修改稿日期： ２ ０ ０ ８  ０ ７  １ ６ 作者简介： 邓春明（ １ ９ ７ ６  ） ， 男， 博士． Ｅ  ｍ ａ ｉ ｌ ：ｄ ｅ ｎ ｇ ｈ ａ ｎ ｓ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｍ

　　Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｌ Ｐ Ｐ Ｓ（ Ｌ ｏ ｗＰ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ Ｐ ｌ ａ ｓ ｍ ａ Ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ）ａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ａ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ５ ０ ％ ａ ｎ ｄｐ ｏ ｒ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙｌ ｏ ｗ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ２ ％ｗ ｅ ｒ ｅｅ ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｅ ｄｕ ｓ ｉ ｎ ｇｆ ｉ ｎ ｅａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ａｐ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ ａ ｓ ｆ ｅ ｅ ｄ ｓ ｔ ｏ ｃ ｋ ．Ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ａ ｌ ｕ  ，ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ，ｐ ｈ ａ ｓ ｅｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｉ ｎ ａｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄｗ ｉ ｔ ｈｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ Ｌ Ｐ Ｐ Ｓｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｎ ｄｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ，ｗ ｅ ｒ ｅｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｐ ｌ ａ ｓ ｍ ａｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ａ ｎ ｄｃ ｈ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅｏ ｎｔ ｈ ｅＬ Ｐ Ｐ Ｓａ ｌ ｕ  ｍ ｉ ｎ ａｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅａ ｌ ｓ ｏｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｄ ｅ ｍ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ａ ｔ Ｌ Ｐ Ｐ Ｓａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ａ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ  Ａ ｌ Ｏ ｎ ｄ α ２ ３ａ  Ａ ｌ Ｏ ｈ ａ ｓ ｅ ．Ｔ ｈ ｅｐ ｏ ｒ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙｉ ｓｅ ｖ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄｗ ｉ ｔ ｈｔ ｈ ｅｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅｏ ｆ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ａ ｎ ｄｃ ｈ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ，ｂ ｕ ｔ γ ２ ３ｐ ｐ ｌ ａ ｓ ｍ ａｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｈ ａ ｓ ｉ ｎ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅｏ ｎｔ ｈ ｅｐ ｏ ｒ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙｗ ｈ ｅ ｎｔ ｈ ｅｃ ｈ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅｉ ｓ ａ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈａ ｓ ２ ３ ． ７ ｋ Ｐ ａ ． Ｔ ｈ ｅｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅａ ｎ ｄｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｉ ｎｐ ｌ ａ ｓ ｍ ａ ｐ ｌ ｕ ｍ ｅ ａ ｒ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄｏ ｎｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｅ ｍ ｐ ｉ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｏ ｒ ｍ ｕ ｌ ａ ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｒ ｅ ｖ ｅ ａ ｌ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈｈ ｉ ｇ ｈｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｉ ｎｐ ｌ ａ ｓ ｍ ａ ｐ ｌ ｕ ｍ ｅ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｌ ｙ ｍ ｏ ｌ ｔ ｅ ｎｗ ｈ ｅ ｎｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ ２ ３ ． ７ ｋ Ｐ ａ ． Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ：ｌ ｏ ｗｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅｐ ｌ ａ ｓ ｍ ａｓ ｐ ｒ ａ ｙ ；ａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ａｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ；ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ Ｓ ｐ ｒ ａ ｙ ） 是在 Ａ Ｐ Ｓ 的基础上发展起来的， 具有粒子速度 高， 涂层不易受污染等特色， 特别合适喷涂金属或金 ７ ， ８ ］ 属合金涂层 ［ ， 所制备的涂层具有结合强度高， 孔隙 依据 Ｌ Ｐ Ｐ Ｓ 的特色， 该工艺可用来制备性 率低一级特色． 在喷涂过程中， 高速粒子对获 能优秀的氧化物涂层． 得细密的涂层起首要效果， 但条件是粒子到达熔融状 为此， 须确保粒子在火焰中停留时间满足长， 以使 态． 粒子到达熔融． 低压等离子喷涂中粒子在焰流中的速 ７ ］ ０ ０ ｍ／ ｓ 以上 ［ ， 而假如粒子运动速度太 度能够到达 ３ 快， 氧化物陶瓷没有熔融， 则涂层功能较差． 因而涂层 的细密性取决于粉末的运动速度和熔融状况二者的 平衡．

　　Ｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ／ ｋ Ｐ ａ ７ ． ９ Ｓ ｐ ｒ ａ ｙｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ／ ｍ Ｓ ｐ ｒ ａ ｙｔ ｉ ｍ ｅ ／ ｓ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ／ ｋ Ｗ ０ ． ２ ６ ５ ０ 图１ 氧化铝粉末描摹图画

　　氧化铝涂层在工业中现已得到广泛的使用， 首要 １ ， ２ ］ 作为绝缘、 热障、 耐磨或许抗腐蚀面层［ ． 惯例氧化铝 涂层 的 制 备 方 法 主 要 包 括 Ｐ Ｖ Ｄ 、 Ｃ Ｖ Ｄ和等离子喷 ３  ６ ］ 涂［ ． Ｐ Ｖ Ｄ 、 Ｃ Ｖ Ｄ氧化铝涂层细密， 涂层功能优秀， 但 是涂层厚度很薄， 一般在 １ ０ ｍ以下， 并且涂层的堆积 μ 现在常用的氧化铝涂层制备工艺是大气等离 功率低． Ａ Ｐ Ｓ ， Ａ ｉ ｒ Ｐ ｌ ａ ｓ ｍ ａＳ ｐ ｒ ａ ｙ ） ． Ａ Ｐ Ｓ可在大面积基体 子喷涂（ 上快速堆积氧化铝涂层， 可是该涂层的孔隙率为 ６ ％～ １ ０ ％， 特别是涂层中存在通孔， 大大下降了涂层的性 能， 严重影响了其使用． 因而需采纳其他工艺取得功能 优秀的涂层， 以扩展氧化铝涂层的使用． 低压 等 离 子 喷 涂 （ Ｌ Ｐ Ｐ Ｓ ， Ｌ ｏ ｗＰ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅＰ ｌ ａ ｓ ｍ ａ

　　摘 要：以细微的氧化铝为热喷涂粉末， 选用低压等离子喷涂制备了堆积率高于 ５ ０ ％， 孔隙率低于 ２ ％ 的氧化铝涂层． 研讨了不同工艺下低压等离子喷涂氧化铝涂层的堆积率、 相组成和显微结构， 并对低压等离子功率和真空室压力工艺 参数对涂层的影响进行了剖析． 研讨成果表明， 所制备的涂层以 α  Ａ ｌ Ｏ  Ａ ｌ Ｏ 跟着功率和压力进步， 涂 ２ ３和 γ ２ ３ 相并存； 层的孔隙率有显着的下降， 但压力到达 ２ ３ ． ７ ｋ Ｐ ａ 时功率影响较小． 此外， 还对等离子焰流中的粒子温度和速度进行了 核算． 成果表明， 在２ ３ ． ７ ｋ Ｐ ａ 压力下确保粒子充沛熔融的条件下使粒子具有较高的运动速度． 关键词：低压等离子喷涂；氧化铝涂层；特性 中图分类号：Ｔ Ｂ ７ ４ ２ 文献标识码：Ａ

　　２ ． １ 堆积率 图 ２为不同 Ｌ Ｐ Ｐ Ｓ 工艺下氧化铝涂层的最大厚度 和Ｐ ３ 、 Ｐ ６及 Ｐ ９涂层的厚度散布． 由图可知， 跟着功率

　　Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｍ ｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙｏ ｆ ａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ａｐ ｏ ｗ ｄ ｅ ｒ

　　图２ Ｌ Ｐ Ｐ Ｓ 氧化铝涂层的厚度（ ａ ） 和Ｐ ３ 、 Ｐ ６及 Ｐ ９涂层的厚度散布（ ｂ ） Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｍ ａ ｘ ｉ ｍ ｕ ｍｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ａ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ （ ａ ）ａ ｎ ｄｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ Ｐ ３ ， Ｐ ６ａ ｎ ｄＰ ９ａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ａ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ

　　本工刁难 Ｌ Ｐ Ｐ Ｓ工艺制备氧化铝涂层进行研讨． 选用细微的氧化铝颗粒作为热喷涂粉末， 研讨等离子 真空室压力和等离子功率工艺参数对涂层的影响， 以 期取得细密的氧化铝涂层．

　　１ ． １ 样品制备 选用尺度为 １ ０ ０ ｍ ｍ× １ ０ ０ ｍ ｍ× １ ０ ｍ ｍ 的一般碳 钢作为基体． 将基体超声除油后选用 １ ２ ０ ＃ 刚玉砂进行 外表粗化处理． 不同于传统 Ａ Ｐ Ｓ用具有尖利棱角的 破碎氧化铝粉末， 本实验中氧化铝粉末为球状， 粒径 规模为 １ ０～ ２ ０ ｍ ， 其结构如图 １所示． 选用带有双送 μ 粉器的大型设备 Ｌ Ｐ Ｐ Ｓ进行试样喷涂， 其间喷枪选用 德国 Ｇ Ｔ Ｖ公 司 的 Ｆ ４ 枪． 用泵将线 ｋ Ｐ ａ以下， 然后充入氩气到达所需求的压力． 涂层的堆积条件为： 线 ｋ Ｗ， 喷涂 ５ ０遍， 具体的喷涂工艺如 等离子功率 ３ 表１ 所示． 选用 Ｍ Ｃ ｒ Ａ ｌ Ｙ为粘结层， 厚度为 ７ ０ ｍ ． μ １ ． ２ 表征 选用 Ｄ／ Ｍ ａ ｘ  Ｒ Ｃ型 Ｘ射线衍射仪对粉末和涂层 Ｅ Ｏ Ｌ  Ｓ Ｍ ５ ９ １ ０扫描电子显 的相组成进行剖析； 选用 Ｊ 微镜对涂层的剖面和断面进行显微调查． 孔隙率测验 办法为： 在涂层剖面用上述扫描电子显微镜于 １ ０ ０ ０ 倍下挑选 ５个区域进行摄影， 将取得的相片选用 Ｌ ｅ ｉ  ｃ ａＤ Ｍ Ｉ Ｍ Ｒ自带的图画剖析软件别离测验涂层的孔隙 率， 对成果取平均值即为涂层的孔隙率．

　　表１ 低压等离子喷涂氧化铝涂层工艺参数 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｆ ｏ ｒＬ Ｐ Ｐ Ｓａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ａｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｐ １ Ｐ ２ Ｐ ３ Ｐ ４ Ｐ ５ Ｐ ６ Ｐ ７ Ｐ ８ Ｐ ９ １ ５ ． ８ ０ ． ２ ０ ５ ０ ２ ３ ． ７ ０ ． １ ７ ５ ０