等离子喷涂镍铝复合粉末过程中粉末粒度和喷涂参数对镍/铝反应的影响

众所周知，由于镍和铝之间的放热反应，镍铝复合粉末可用于沉积自粘涂层，作为普通陶瓷涂层的粘结涂层。但研究发现，对于粒径较大的商用镍铝复合粉末，很难通过等离子喷涂点燃镍和铝之间的自促进反应形成镍铝金属间化合物。本研究采用不同粒径的 Ni-Al 复合粉末颗粒，通过等离子喷涂制备基于 Ni-Al 金属间化合物的涂层，研究了镍和铝之间的放热反应以及涂层微观结构对粉末粒度和喷涂参数的依赖性。通过 X 射线衍射、扫描电子显微镜和图像分析对涂层的相组成、微观结构、孔隙率和氧化物含量进行了表征。结果表明，Ni-Al 复合粉末的粒度是控制等离子喷涂过程中 Ni-Al 金属间化合物形成的放热反应的主要因素。

当使用大于约 50 μm 的粉末时，即使使用高等离子弧功率产生的等离子火焰加热，也无法完成形成铝化物的反应。然而，当使用小于 50 μm 的较小粉末时，放热反应可在等离子喷涂中迅速完全发生，从而将镍-铝液滴加热到最高温度，以形成自键效应。熔融液滴温度与所得涂层的拉伸粘合强度之间的正相关关系得到了确认，从而证实了高液滴温度对粘合强度或内聚强度的贡献。

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关键词：镍包铝，粉末粒度，放热反应，镍铝金属间化合物，等离子喷涂，自粘结

原文发表于：《J Therm Spray Tech.》 (2021; 30(1-2): 181-195)

作者：Li Zhang, Xian-Jin Liao, Shan-Lin Zhang, Xiao-Tao Luo, and Chang-Jiu Li