反应火焰喷涂合成TiC_Fe涂层的反应机理.PDF

    反应热喷涂是自蔓延高温合成((SHS)与氧乙炔火焰喷涂技术相结合而发展起来的、可用于制备金属陶瓷涂层的新技术。它的最大特点是，涂层材料不同于原料，而是喷涂粉末在飞行过程中经历一系列放热反应而得，因此工序简单、经济，且从原理上讲涂层性能可以更加优越。根据使用的热源不同，反应热喷涂可分为反应火焰喷涂、反应等离子喷涂和反应电弧喷涂。同后两者相比，反应火焰喷涂的设备更加简单，且施工更加方便，因此更加经济。

    从理论和实践都已经证明，利用反应火焰喷涂技术能够制备TiC-Fe涂层。喷涂粉末经氧乙炔火焰点燃，应发生燃烧波向中心蔓延的SHS反应。在动力学方面，反应火焰喷涂应具有与反应等离子喷涂相似的特征，即体系的反应程度取决于喷涂粉末在飞行过程中的受热速度。但是，由于二者使用的热源理论温度和流速差别很大，这就造成dT/dr也有较大差异。因此反应火焰喷涂将具有自己的特点，这些特点可能会对涂层的合成过程造成较大影响。本文利用差热分析(DTA),X一射线分析(XRD)等测试手段，研究反应火焰喷涂过程，探讨在喷涂过程中粉末能否在很短时间内发生反应、反应程度及其反应历程。

    通过试验得出如下结论：

    (1)在反应火焰喷涂合成TiC-Fe涂层的过程中，喷涂粉末在飞行过程中的反应是逐步进行的。当喷涂距离小于125 mm时为固态反应；喷涂距离为125-170 mm是发生SHS反应的主要区域；当喷涂距离大于170 mm时涂层中合成的TiC,有失碳现象。

    (2)由于在到达工件表面时，喷涂粉末的反应已基本结束，因此，反应火焰喷涂过程的反应放热主要用于合成涂层材料，而没有“自粘结”作用。

    (3)与传统热喷涂相比，反应火焰喷涂的优势在于:利用廉价原料一步合成、沉积比较昂贵的涂层材料，并且获得的金属陶瓷涂层中能够引入高达60%(体积分数)微细(<15m)且呈球形的高熔点陶瓷组元。