热喷涂陶瓷-金属复合材料点阵压痕的应用

　　热喷涂是一种涂层加工工艺，其中一些原料(通常是粉末的形式)在高温下熔化，同时加速并沉积在基材上，并在基材上固化(见图1)[1-4]。沉积涂层有许多用途，主要是增加耐磨性和抗热性，防腐蚀和硬度。该工艺已被许多行业采用，热喷涂涂料(TSC)也得到了广泛的应用。应用案例包括飞机引擎，造纸工业，化学工业，和独立的陶瓷部件上，虽然具有广泛的工业应用，仍然再继续研究这些涂层，尤其是它们的机械性能。这主要是由于热喷涂(通常)是在高温下进行操作，然后在较低温度下快速凝固，这导致了不同的形成阶段。此外，大多数喷涂材料含有几种不同性质的成分，使其结构具有很强的异向性。因此，测定这些非均质材料(沉积物)的力学性能是一项具有挑战性的任务，有几种常用的方法来测定其机械性能:三点弯曲，拉伸测试，维氏微硬度。然而，这些方法测试了大量的材料，这些不一定考虑这些涂层的非均质结构。仪器化压痕测试(IIT，通常称为纳米压痕)具有对材料上特定位置进行局部测试的能力，从而获得涂层机械性能的重要信息，而这些信息都很难通过其他方法获得。此外，仪器化压痕可以应用点阵模式，在更大的面积做一个矩阵式的压痕。随后对结果统计评估，获得了各个相的硬度和弹性模量[5-7]。当对非常小的结构单元对材料进行压痕测试时，这种方法尤其有用，因为局部压痕非常困难，甚至不可能实现[8,9]。本应用报告将演示点阵压痕法在热喷涂涂层上的应用，由于其具有突出的非均质结构，点阵压痕法尤其具有优势。在Skoda研究公司(Plzen，捷克共和国)，点阵压痕法已应用于使用高速氧燃料(HVOF)沉积方法的陶瓷-金属复合材料。