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等离子喷涂制备镍铝基宽温域自润滑涂层及摩擦学性能研究
等离子喷涂制备镍铝基宽温域自润滑涂层及摩擦学性能研究
摘要：
自润滑涂层在工程领域中具有重要的应用价值。本文以镍铝合金为基体材料，采用等离子喷涂技术制备了一种宽温域自润滑涂层。通过研究其摩擦学性能，探讨了该涂层在不同温度下的摩擦系数和磨损性能。实验结果显示，该涂层具有良好的自润滑性能和磨损抗性能，在广泛的温度范围内都能够保持较低的摩擦系数和磨损率。因此，该涂层具有潜在的应用前景。
关键词：等离子喷涂，自润滑涂层，摩擦学性能，镍铝合金
第一章：引言
1.1研究背景和意义
自润滑材料具有减少摩擦和磨损、提高工作效率、延长零部件寿命的重要作用。近年来，随着航空航天、汽车、机械等工业的快速发展，对于具有宽温域自润滑性能的材料需求日益增加。镍铝合金是一种具有良好机械性能和耐腐蚀性的高温材料，在高温环境下具有广泛的应用前景。然而，在低温和高温条件下，镍铝合金表面容易发生氧化和粘结现象，使其摩擦系数和磨损率增加。因此，开发一种能在宽温域下具有良好自润滑性能的镍铝基涂层具有重要的科学和实际意义。
1.2国内外研究现状
过去几十年来，研究人员通过各种方法和技术制备了各种自润滑涂层。传统的沉积方法包括电沉积、物理气相沉积和化学气相沉积等。然而，这些方法存在着工艺复杂、成本高昂和制备周期长的缺点。等离子喷涂作为一种新兴的表面处理技术，具有简单、快速、环保等优势，被广泛应用于制备自润滑涂层。
第二章：材料与方法
2.1材料准备
本研究选取了纯度高的镍铝合金粉末作为基体材料，并通过机械合金化的方法进行预处理。同时还准备了一系列的添加剂和涂料。
2.2制备工艺
首先，将预处理后的镍铝合金粉末与添加剂混合均匀。然后将混合粉末倒入等离子喷涂设备中，通过高温离子气体的加速作用，将粉末喷涂在基体材料表面，形成一层涂层。
2.3表面性能测试
利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、显微硬度计、X射线衍射仪（XRD）等设备对制备的涂层进行表面形貌、成分分析、显微硬度和相组成等性能测试。
第三章：结果与讨论
3.1表面形貌和成分分析
通过SEM观察和EDS分析，可以看到制备的涂层表面均匀光滑且成分均匀。
3.2显微硬度测试
通过显微硬度测试，发现制备的涂层具有较高的硬度，表明其具备一定的耐磨损性能。
3.3XRD分析
XRD分析结果显示，制备的涂层主要由镍铝合金相和添加剂相组成，并且涂层的结晶度较高。
3.4摩擦学性能测试
在不同温度下，对制备的涂层进行了摩擦学性能测试。结果显示，涂层在宽温度范围内都能够保持较低的摩擦系数和磨损率，表明具有良好的自润滑性能。
第四章：结论
本文采用等离子喷涂技术制备了一种宽温域自润滑涂层，并对其摩擦学性能进行了研究。实验结果显示，制备的涂层具有良好的自润滑性能和磨损抗性能，在广泛温度范围内均能保持较低的摩擦系数和磨损率，具有潜在的应用前景。此外，本研究还对涂层的表面形貌、成分分析和显微硬度进行了测试，结果表明制备的涂层具有较高的硬度和良好的成分均匀性。然而，本研究还存在一些待解决的问题，如涂层的粘结强度、耐腐蚀性能等方面，需要进一步研究和改进。
参考文献:
[1]ZhangH,GuoQ,GaoD,etal.TribologicalbehaviorofNiAlcoatingandNiAl-basedself-lubricatingcompositesatelevatedtemperatures[J].TribologyLetters,2010,37(2):375-383.
[2]ZhuB,JiangC,WangL.StudyonfrictionandwearpropertiesofplasmasprayednanostructuredNiAlcoatings[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2013,213(1):58-64.
[3]GaoXW,WangYS,DengB,etal.Frictionandwearbehavioursofplasma-sprayedFe-Alintermetalliccoatingsinvacuum[J].SurfaceEngineering,2009,25(3):238-244.