冷喷涂Ni涂层的微观组织
章华兵，张俊宝，梁永立
中国有色金属学报
摘要：采用SEM和TEM对冷喷涂Ni涂层的微观组织进行表征。结果表明：在粒子尺寸范围内，Ni涂层的微观组织有明显差异：粒子界面处，微观组织以带状晶和等轴晶为主；界面附近以位错墙、位错缠结形貌为主，且距离界面越近，晶粒细化越明显；两区域对应的组织演变机制分别是高应变速率动态再结晶机制和位错运动导致的晶粒细化机制。
关键词：Ni涂层；冷喷涂；动态再结晶；微观组织
冷气动力喷涂技术(简称冷喷涂)是以压缩气体驱动金属粒子使其在完全固态下以极高的速度碰撞基板，使粒子发生剧烈的塑性变形而沉积形成涂层的一种全新喷涂技术。冷喷涂具有低温下固态沉积的特点，可显著降低甚至完全消除传统热喷涂中氧化、相变、偏析、残余拉应力和晶粒长大等不利影响，特别适于制备纳米、非晶等温度敏感材料涂层，以及Cu和Ti等氧化敏感材料涂层以及碳化物复合材料等相变敏感材料涂层。因此，受到学术界和工业界越来越多的关注。冷喷涂过程中，粒子能否形成涂层主要取决于其碰撞速度。对于一定的粒子与基板组合存在特定的临界碰撞速度：当粒子速度小于临界速度时，仅发生冲蚀现象；大于临界速度时，粒子与基板界面发生剪切失稳，产生金属射流，破碎并挤出粒子与基板表面的氧化膜等杂质，使两者露出新鲜的金属表面，在高压作用下产生紧密结合，形成涂层。与传统热喷涂涂层相比，冷喷涂涂层的组织结构有很大不刚3，101，但这方面的研究大多限于金相观察方面，采用透射电镜(TEM)研究涂层微观组织的报道还很少。此外，冷喷涂涂层组织的TEM表征主要集中于冷喷涂Cu涂层微观组织形成机理的研究，还很少见有关冷喷涂Ni涂层的详细研究报道。本文作者主要通过TEM观察冷喷涂Ni涂层不同微区内的微观组织，研究涂层微观组织的演变机制，并探讨涂层的结合机理，旨在深化对冷喷涂金属涂层本质结构的认识。
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