引言

非晶涂層材料具有優異的物理，化學和機械性能，具有吸引人的科學研究和應用特征。然而非晶涂層熱穩定性和韌性差，限制了非晶合金的大規模應用。本研究利用非晶高溫易于晶化的特點原位制備了納米結構的粘結層，找到一個新的材料體系，通過選擇合適的技術和工藝，改善了粘結層和陶瓷層的界面耐久性。實驗結果表明，非晶-納米復合涂層不僅具有高楊氏模量值，而且還提高了涂層體系的韌性。

成果簡介

2019年7月，昆明理工大學的宋鵬副教授（通訊作者），李喬磊（第一作者）在Ceramics International上發表了最新的研究成果“Effect of partial crystallization of an amorphous layer on the mechanical properties of ceramic/metal-glass coating by thermal spraying”。在該工作中，利用非晶材料高溫易于晶化的特性尋找到原位制備具有納米粘結層-陶瓷頂層結構的新材料體系。該復合涂層不僅具有高楊氏模量值，而且還提高了涂層體系的韌性。證明了使用熱處理誘導非晶粘結層原位制備納米-陶瓷復合涂層材料是熱噴涂領域中可行的技術方案。此外，利用三點彎曲測試技術提出單位力學貢獻率的計算方法，以此評價涂層的力學性能，降低了基體力學性能對涂層力學性能評價的干擾。

圖文導讀

圖1   復合涂層的原始和熱處理后樣品截面EBSD分析結果

圖2   三點彎曲測試復合涂層力學性能結果

本研究在通過熱噴涂技術成功制備非晶 - 陶瓷復合涂層的基礎上，通過熱處理誘導非晶粘結層的部分晶化，原位制備納米結構粘結涂層。對復合涂層的力學性能進行了多尺度的評價。該復合涂層不僅具有高楊氏模量值，而且還提高了涂層體系的韌性。納米復合陶瓷涂層具有大量納米顆粒和固溶體，有效地抑制了微硬度測試中的裂紋擴展，提高了涂層性能。此外，利用三點彎曲測試技術提出單位力學貢獻率，盡可能的消除基體力學性能對涂層性能評價的影響，以此來準確評價涂層的力學性能。

文章鏈接

Qiaolei Li, Peng Song, Quan Dong, Cheng Hua, Lu Li, Biju Zheng, Jiansheng Lu, Effect of partial crystallization of amorphous layer on the mechanical properties of the ceramic/metal-glass coating by thermal spraying, Ceramics International, 2019, 45（15）： 18803-18813.

https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.06.110