涂层裂纹是怎样产生的

2017-11-02 3707

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     虽然喷涂粒子由熔融态或半熔融态到完全凝固的时间非常短,但在瞬间的冷却过程中,粒子边缘与心部温度不一致,而使扁平薄片状的粒子产生收缩和卷曲,这种现象使涂层中产生裂纹状孔隙,后续的喷涂粒子对这些孔隙只能掩盖而不能完全填实。薄平片状粒子的收缩和卷曲在喷涂层形成过程中,往往受周围薄片粒子的约束,并不能使薄片单粒子中的热应力完全释放,众多粒子中的残余应力的积累,使涂层产生很大的残余应力,从而大大降低了涂层的自身强度和涂层与基体的结合强度。

    涂层内微裂纹是否延展,取决涂层内残余应力的状态和大小。当内应力为拉应力状态时,随着涂层厚度的增加,残余拉应力将增加使微裂纹扩展延深,最终导致涂层的开裂或剥离。大部分热喷涂涂层内应力为拉应力状态,这使涂层的厚度受到限制。但是某些喷涂材料采用高速火焰喷涂工艺,制备的涂层内应力则为压应力,其涂层厚度可达十几毫米。另外当涂层受外力,外界环境影响时,也会诱发微裂纹的扩展,如机械加工,使用时急冷、急热温度变化等。