大气等离子喷涂NiCr-TiB2涂层的微观结构调控与摩擦学性能研究

《Surface and Coatings Technology》：Study on microstructure and friction properties of NiCr-TiB 2 coating by atmospheric plasma spraying

本文系统研究TiB2增强NiCr复合涂层的大气等离子喷涂（APS）制备工艺，揭示不同TiB2含量（1-15 wt%）对涂层硬度、磨损机制的影响规律，发现10 wt% TiB2涂层通过形成NiO/Cr2O3/B2O3自润滑膜呈现最优摩擦性能，为高温耐磨涂层设计提供新策略。

　　

章节亮点

涂层微观结构

图2(a)展示了五种粉末的XRD结果。44.1°、51.4°和75.7°附近的NiCr峰主要来自镍铬粉末。图2(b)显示四种复合涂层的XRD图谱：NiCr相构成涂层主体结构，同时检测到CrB、Cr₂O₃、BNi₂和B₂O₃等新相。这些新相的形成可归因于喷涂过程中粉末与空气的化学反应。

结论

本研究系统探讨了TiB₂含量对等离子喷涂NiCr-TiB₂涂层截面形貌和耐磨性能的影响，主要发现如下：

1. 1.
   喷涂前后未发生明显相变，涂层主要成分为NiCr，同时存在因氧化生成的Cr₂O₃、NiO、TiO₂和B₂O₃等氧化物。这些氧化物在摩擦过程中持续存在，并可能因局部升温发生轻微进一步氧化。
2. 2.
   硬度测试表明TiB₂的添加显著提升涂层显微硬度，其中10 wt%配比的涂层呈现最优硬度梯度分布。