粉末形貌对等离子喷涂氧化铝涂层中 α 相含量的影响

尽管有各种研究探讨了热喷涂氧化铝涂层中 α 相的保留，但在原料形貌对相保留和性能的影响方面仍然存在明显的研究差距。在这项工作中，我们探索了这种增强 α 相保留的简单方法，并研究了其对机械和介电性能的影响。为此，我们使用等离子喷涂沉积了具有相似粒度的两种不同形貌（例如有棱角的和球形的）的氧化铝粉末。沉积后，我们使用 Rietveld 细化方法量化了涂层中存在的 α 相的保留。从该分析中，我们注意到与有棱角的形貌 (AM) 粉末（48.8%）相比，球形形貌 (SM) 粉末表现出最高的 α 相保留百分比（82.81%）。反过来，与 AM 涂层相比，SM 涂层表现出优异的机械性能，硬度、弹性模量和断裂韧性分别提高了 21.9%、13.7% 和 25%。SM 涂层的这种改进的机械性能归因于高 α 相保留，涂层微观结构的完全熔化 (FM) 和部分熔化 (PM) 区域的协同效应阻碍了裂纹扩展。此外，SM 涂层表现出优异的介电性能，介电强度比 AM 涂层高 9.9%。这种介电性能归因于 SM 涂层中存在 PM 区域而产生的高保留 α 相和不连续裂纹。这些发现表明了原料粉末形态对涂层性能的影响，并为优化不同技术领域的涂层工艺提供了途径。

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原文发表于 《Ceramics International》（第 50 卷，第 14 期，2024 年 7 月 15 日，第 25484-25493 页）
作者：Chintham Satish、K. Vijay Kumar、P. Sai Kiran、Santosh Kumar、Satish Indupuri、Rahul Kumar、Anup Kumar Keshri