冷喷涂Cu-Cu2O涂层微观结构与沉积特性

2013-08-30 丁锐 中国海洋大学化学化工学院

  本测试依据冷喷漆技巧制法了Cu2O 的水平分量分别是为0%,10% ,20%和30%的4种Cu-Cu2O 金属涂覆。依据大环境打印机扫描电镜、金相光学显微镜对金属涂覆孔率和颗粒物剂状发生几率率等外部经济框架完成了分折,同样对金属涂覆完成了显微洛氏氏洛氏硬度在线检测,谈话了金属涂覆外部经济框架、显微洛氏氏洛氏硬度和金属涂覆岩浆岩结果之間的关联。各混合物金属涂覆均有着较低的孔率,能有效果更好地发挥阻拦湖水等腐化性物料溶入,有着很不错的耐蚀性。金属涂覆孔率随Cu2O 分量的新增而减低。金属涂覆中颗粒物剂状发生几率较完全,金属涂覆非均质度很不错。铜颗粒物剂状的平衡发生几率层面与金属涂覆显微洛氏氏洛氏硬度均随金属涂覆中Cu2O 分量的新增而增长。

  在之前的研究中,作者分析了舰船的污损状况及长效防污涂料的研究进展,同时针对舰船海底门、海底格栅等部位海水流速大、常用有机及低表面能船体防污涂料无法满足需求的现状,结合先进冷喷涂技术的特点,提出了以本身具有一定防污效果的铜与防污涂料的主要防污剂Cu2O 为原料,利用冷喷涂技术制备密度、硬度较高,结合力较强的长效防污涂层。本文制备了冷喷涂Cu-Cu2O涂层,通过扫描电镜(SEM) 、X 射线衍射(XRD) 技术对涂层孔隙率和颗粒变形率等微观结构进行了分析,同时对涂层进行了显微硬度检测,讨论了涂层微观结构、显微硬度和涂层沉积效果之间的关系。

1、实验操作具体方法 1.1、静电粉末喷涂主料

  本实验运用冷喷涂技术制备了Cu2O 质量含量分别为0% ,10%,20% 和30% 的四种Cu-Cu2O 涂层。实验中四种冷喷涂涂层的制备工艺参数都为:喷涂温度300℃ ,压力2MPa,喷涂距离20 mm。基体材料为Q235 钢材。

  调查选用的Cu 粒子状为铜黄白色准球状粒子状。从图1 能够 看到了Cu粉的直径为般在50 um 之间,粒径分布点相对较不规则,且表明滑腻,圆形度比好,有利于取得服务质量比好的纳米涂层。

Cu 颗粒SEM 照片

图1 Cu 科粒SEM 图片

  Cu2O为暗红色粉末,大都为球形,粒度分布较为分散,从1 um 到10 um 不等如图2,所示。但是这些颗粒大都发生了团聚,形成10 um 到20 um 的团聚大颗粒。图3 显示了粒子尺寸对沉积效果的影响。因此Cu2O 粉末颗粒的团聚使其粒度增加到10 um 以上,更有利于Cu2O 颗粒的沉积。

Cu2O 粉末SEM 照片

图2 Cu2O 粉末SEM 照片

粒子尺寸对沉积效果的影响

图3 颗粒面积对火成岩效果好的会影响 论证

  本文利用冷喷涂技术制备了Cu-Cu2O 涂层,而后通过SEM、显微硬度计以及金相显微镜等研究了涂层孔隙率、颗粒变形率、显微硬度以及Cu2O 含量的关系。结论如下:

  (1) 各组分涂层均具有较低的孔隙率,能有效起到阻止海水等腐蚀性介质渗入,具有较好的耐蚀性。涂层孔隙率随Cu2O 含量的增加而降低。

  (2) 涂层中颗粒变形较充分,涂层致密度较好。铜颗粒的平均变形程度随涂层中Cu2O 含量的增加而增大。

  (3) 随着Cu2O 含量的增加,涂层硬度增大,当Cu2O 增多到30%时,涂层硬度的变化不再明显。

  (4) 镀层抗拉强度与粉末扁长率逐渐距表层相应的不断地均出显变低-的平台-变低的发生变化,凸显了粉末断裂因素与镀层抗拉强度间的因果相互影响。