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摘要
超音速激光沉积是将超音速冷喷涂和激光辐照加热有机结合的一种新型复合材料表面处理技术，具有可制备硬质金属复合涂层、沉积效率高等优点。本工作利用超音速激光沉积技术在7B04铝合金基体上制备硬质铝合金7075与陶瓷颗粒Al2O3的复合涂层，系统研究激光功率对涂层的沉积特性和力学性能的影响规律。采用场发射电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计等仪器，对涂层的显微组织、相成分和显微硬度进行表征分析，结果表明：随着激光功率的增加，涂层的厚度、致密度、沉积效率、硬度以及涂层中Al2O3颗粒的分散性和相对沉积效率逐渐增加。当激光功率为600 W时，涂层的沉积厚度达1543μm，孔隙率为0.05%，涂层中Al2O3粉末颗粒的相对沉积效率达到峰值65%,HV硬度达到1911 MPa。当激光功率提升至900 W时，涂层的厚度、沉积效率增速放缓，孔隙率显著增加，涂层发生氧化相变，Al2O3粉末的相对沉积效率和涂层的硬度下降明显。因而，适当激光辐照的引入有利于提高铝合金颗粒在沉积过程中的塑性变形能力，显著改善涂层的质量。然而，当激光功率过高时，铝合金颗粒的软化现象加剧，且易发生氧化相变，导致涂层的质量下降。
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单位中国特种设备检测研究院; 西安建筑科技大学; 空军工程大学
