CFRP表面激光熔覆TC4+AlSi10Mg复合涂层的组织与性能

作者：陶汪; 苏轩; 陈曦; 陈彦宾^*

来源：焊接学报, 2020, 41(05): 30-99.

• 激光熔覆
• CFRP
• 显微组织
• 连接机理

采用激光熔覆技术在碳纤维增强热塑性塑料(carbon fiber reinforced thermoplastics, CFRP)表面成功地制备了TC4+AlSi10Mg复合涂层.通过扫描电镜、能谱仪和透射电镜分析了TC4+AlSi10Mg复合涂层与CFRP基体连接的界面层微观结构、元素成分分布及相组成.采用纳米压痕仪对复合涂层到基材的硬度变化规律进行测试.结果表明,通过激光熔覆技术可以快速在CFRP材料表面形成连续的、均匀的TC4+AlSi10Mg复合涂层. TC4+AlSi10Mg复合粉末在激光作用下,受热熔化渗透到CFRP基体内部,形成良好的冶金结合,并在碳纤维-树脂-复合涂层之间形成连续的界面层. TC4+AlSi10Mg复合涂层与CFRP基体连接的界面层相成分为TiC,Ti3Al,TiS2和Ti3AlC相. CFRP基体的平均硬度为10.15 HV,涂层的最高硬度可达1 914 HV.基于试验观察和理论分析,得出CFRP表面激光熔覆TC4+AlSi10Mg复合涂层主要的界面反应机理为Ti(s)+C(s)→TiC(s),Al(l)+3Ti(s)→Ti3Al(s).

• 单位
  先进焊接与连接国家重点实验室; 哈尔滨工业大学