常压和低压环境下反应等离子喷涂Al/Fe_(2)O_(3)复合材料的合成机理

反应等离子喷涂(RPS)技术被广泛用于制备不同使用需求的高性能涂层材料。基于经典的铝热反应原理,采用反应等离子喷涂技术分别在近常压和低压环境下制备了Al-Fe_(2)O_(3)涂层,通过XRD、SEM和EDS等分析方法对所制备涂层的相组成和显微结构进行了表征。阐明了Al和Fe_(2)O_(3)在加热和反应等离子喷涂过程中的反应机理。DTA分析结果表明,氩气氛下长时间热处理产物主要为Fe、Al_(2)O_(3)和FeAl相。然而,在等离子喷涂过程中,低氧分压环境导致中间产物FeAl2O4铁尖晶石相的生成,由于近常压等离子喷涂过程的冷却速度极快,该相可以保留在最终涂层结构中。而低压反应等离子喷涂等离子体射流飞行距离长,还原性气氛和较长的反应时间将其进一步还原为FeAl相。