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摘要
目的 通过改变原料粉末中氧化铝的添加量，研究氧化铝含量的变化对冷喷涂Al-Al2O3复合涂层形貌和显微结构的影响，为冷喷涂金属/陶瓷复合涂层的制备及结构性能的优化提供参考。方法 将商用纯Al粉和Al2O3粉按照不同的配比进行混合，利用冷喷涂技术在Q235钢表面制备不同Al2O3含量的Al-Al2O3复合涂层。通过X射线衍射仪，扫描电镜，激光共聚焦显微镜和金相显微镜等观测手段，研究Al2O3含量对涂层形貌和显微结构的影响。结果 涂层的物相组成不随Al2O3含量的增加而变化。但Al2O3颗粒的加入可以促进Al粒子的变形，消除涂层表面的凹陷和突起，提高涂层的表面平整度，涂层的表面粗糙度从13.5μm下降至6.7μm。随着Al2O3含量的增加，Al2O3颗粒的夯实作用和嵌入效应使得涂层与基体间的机械互锁得到增强，且涂层孔隙率从3.59%下降到1.25%。Al2O3颗粒的加入还可以显著提高涂层的厚度，Al-50wt.%Al2O3复合涂层的厚度达到了3.56mm，而纯Al涂层厚度仅为1.82mm。然而，增加原料中Al2O3的含量对Al2O3颗粒的沉积效率提升作用不明显，还会导致涂层中Al2O3颗粒发生破碎。结论 Al2O3颗粒的加入可以有效提高涂层的表面平整度和厚度，促进金属颗粒的变形、涂层的致密化以及涂层与基体间的结合，但Al2O3含量的增加对沉积效率的影响不大，还会造成涂层内部Al2O3颗粒的破碎程度增加。
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