3Y-TZP/LZAS微晶玻璃功能梯度涂层的微观结构与性能

龚伟^1,2，李华³，周黎明¹，白朝中¹，王恩泽⁴

1. 西南科技大学制造科学与工程学院2. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心3. 西南科技大学国防科技学院4. 西南科技大学材料科学与工程学院

摘 要：为了提高钢基体微晶玻璃涂层的韧性,在Q235钢基体上采用涂搪法制备了钇稳定四方相氧化锆/Li₂OZnO-Al₂O₃-SiO₂（3Y-TZP/LZAS）微晶玻璃功能梯度涂层。采用XRD、SEM分析了梯度涂层的物相组成和微观结构,采用压痕法测试并计算了涂层的显微硬度和断裂韧性,通过粘接–拉伸法测试了涂层的结合强度。结果表明,3Y-TZP/LZAS微晶玻璃功能梯度涂层各层之间的界面结合紧密;涂层与钢基体依靠玻璃中的SiO₂与铁的氧化物发生界面反应形成牢固的结合,反应产物为Fe₂SiO₄和FeSiO₃;涂层的显微硬度和断裂韧性沿涂层厚度方向逐渐增大,涂层韧性提高是表面残余压应力增韧、3Y-TZP相变及3Y-TZP的颗粒增韧共同作用的结果;梯度涂层与Q235的结合强度达16.3 MPa。热震实验表明,梯度涂层在300℃下经历30余次热循环,表现出较好的抗热震性能。

关键词：功能梯度涂层;微晶玻璃;涂搪法;微观结构;