原位合成(TiB2+TiC)/Cu复合涂层：冷喷涂与感应重熔的协同创新及其在表面工程中的应用价值

《Surface and Coatings Technology》：In-situ synthesis of (TiB 2+TiC)/Cu composite coatings from powder precursors: A hybrid cold spraying and induction remelting approach

本推荐语介绍一项创新研究：采用冷喷涂沉积与高频感应重熔（Induction Remelting）的混合技术，在纯铜基体上原位合成(TiB2+TiC)/Cu复合涂层。该涂层具有致密无孔隙的微观结构、强冶金结合界面及均匀分布的原生增强相（TiC微纤维、TiB2纤维及共晶结构），显微硬度达195–250 HV0.2，兼具优异耐腐蚀性和摩擦学性能，为高性能铜基复合材料（CMCs）的表面工程应用提供了新策略。

　　

Highlights

复合涂层制备

原材料包括Cu粉（纯度99.9%，平均粒径3 μm）、Ti粉（99.8%，25 μm）和B₄C粉（99.3%，50 μm）。基体为商业纯铜板（100×100×10 mm³），经喷砂（表面粗糙度Ra=6 μm）和超声乙醇清洗处理。前期研究表明，当原位增强相TiC与TiB₂的摩尔比为1:1时强化效果最优，据此设计Cu-Ti-B₄C混合粉末的成分配比。

复合粉末与涂层的相组成与微观结构

图2展示了Cu、Ti、B₄C及Cu-Ti-B₄C复合粉末的扫描电子显微镜（SEM）微观形貌及成分分布结果。三种组分（Cu、Ti和B₄C）在复合粉末内均匀分散，无显著团聚或成分偏析，这一均匀性为涂层成分一致性提供了核心保障。

结论

通过冷喷涂Cu-Ti-B₄C前驱体沉积与高频感应触发自蔓延高温合成（SHS）反应相结合，在纯铜基体上制备了原位(TiC+TiB₂)/Cu复合涂层。研究了对复合涂层的微观结构、相组成、微纳力学行为、腐蚀抗性及摩擦学性能，并探索了TiC和TiB₂增强相的原位合成与生长机制。