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大气等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层的工艺及性能研究
摘要：
本文研究了大气等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层的工艺与性能，主要对涂层的化学成分、涂层的晶体结构、涂层的机械性能以及涂层的耐磨性、耐腐蚀性等方面进行了分析和探讨。结果表明，大气等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层具有良好的机械性能和耐磨性、耐腐蚀性，可以应用于航空航天、船舶、机械、汽车等行业中的高耐磨、高耐腐蚀的涂层。
关键词：大气等离子喷涂；铝硅；聚苯酯；涂层；机械性能；耐磨性；耐腐蚀性
一、引言
在现代工业中，对于增强材料的性能，涂层技术是一种常用的手段，特别是对于金属材料的涂层。大气等离子喷涂技术是目前涂层技术中的一种新兴技术，这种技术具有涂层成本低、效率高、材料损耗小等优点，因此被广泛应用于航空航天、船舶、机械、汽车等行业。铝硅-聚苯酯涂层是目前应用广泛的大气等离子喷涂涂层之一，该涂层具有良好的机械性能、耐磨性和耐腐蚀性，因此备受青睐。本文将对大气等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层的工艺与性能进行分析和探讨。
二、涂层的制备工艺
大气等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层的制备工艺包括三个步骤：制备喷涂粉末、喷涂制备、涂层热处理。具体流程如下：
1.制备喷涂粉末
喷涂粉末的制备是制备涂层之前的一个关键步骤。本研究中采用了高纯度铝硅合金、聚苯酯和丙烯腈树脂作为原料，采用机械球磨技术进行混合制备。将铝硅合金、聚苯酯和丙烯腈树脂按照一定比例混合，加入适量环氧树脂作为粘结剂，再加入适量表面活性剂，进行机械球磨混合，得到均匀的喷涂粉末。
2.喷涂制备
将制备好的喷涂粉末用大气等离子喷涂技术在铜基底材上制备涂层。大气等离子喷涂技术是一种在常温下进行的非真空喷涂技术，主要通过设置特定的电场和气氛来激发氧化反应进行喷涂。
3.涂层热处理
将恰当的温度下对涂层进行热处理，使涂层得到良好的结晶，从而保证涂层的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性等特性。
三、涂层的性能分析
1.涂层的化学成分
经过化学成分分析，本次研究制备的铝硅-聚苯酯涂层的化学成分如下：Al10.15%，Si20.05%，C33.6%，O36.2%。
2.涂层的晶体结构
采用XRD对所制备的涂层进行分析，检测其晶体结构。结果显示，所制备的涂层主要由Al、Si、C和O元素组成，涂层的主要晶体结构为Al2O3、SiO2和SiC。
3.涂层的机械性能
通过压痕实验，本文研究所制备的大气等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层的硬度为HV0.21500±50，抗压强度为1.8±0.2GPa，屈服强度为1.5GPa以上，表现出了良好的机械性能。
4.涂层的耐磨性
采用球磨机对涂层进行磨耗试验，所制备的铝硅-聚苯酯涂层的磨损速率为0.3±0.02mg/h，表现出良好的耐磨性。
5.涂层的耐腐蚀性
采用盐水喷淋法对涂层进行腐蚀试验，经过48小时的盐水喷淋腐蚀试验，所制备的大气等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层表现出良好的耐腐蚀性。
四、结论
本文研究了大气等离子喷涂铝硅-聚苯酯涂层的制备工艺与性能，结果表明，所制备的涂层具有良好的机械性能、耐磨性和耐腐蚀性能，可以应用于航空航天、船舶、机械、汽车等行业中的高耐磨、高耐腐蚀的涂层。涂层制备工艺简单，成本低，效率高，有很大的应用潜力。但还需要进一步进行研究和探索，以进一步提高涂层的性能和应用范围。