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随着现代材料科学技术进步以及装备制造业的不断升级,单一材料往往难以满足某些复杂设备、工艺或工作环境的高性能需求。金属基复合材料由于兼具金属和其他材料的双重性能而备受关注。金属基微晶玻璃复合涂层是利用复合技术使金属和微晶玻璃这二种物理、化学、力学性能不同的材料结合成为以金属为连续体的新型复合材料,具有高强度、耐磨、耐腐蚀等特点。对金属基微晶玻璃复合涂层的制备条件、制备方法、涂层强韧化机理等研究已成为材料研究领域的热点。Li2O-Zn O-Si O2系微晶玻璃由于具备软化点低、热膨胀系数高且在很大范围内可调、机械强度好、电化学性能优良等特点,在金属封接材料领域得到广泛应用。本课题以化学纯试剂为原料,采用烧结法制备了Li2O-Zn O-Si O2系微晶玻璃。通过DSC、XRD、SEM等分析检测手段研究了不同Ca O含量对微晶玻璃晶相种类、析晶效果、显微结构的影响。利用电化学工作站对不同Ca O含量在不同实验条件下制备的微晶玻璃试样进行介电性能检测。在此基础上,分别采用等离子喷涂法和涂覆烧结法进行微晶玻璃与金属基体Q235钢复合的实验研究,分析了不同基底预处理方式、复合时间等工艺参数对涂层复合效果的影响,进而探究微晶玻璃-金属基体复合强韧化机理。研究结果显示:(1)在一定含量范围内,Ca O对Li2O-Zn O-Si O2系微晶玻璃的析晶过程具有明显促进作用。随着Ca O含量增加,主晶相Li2Si2O5的核化、晶化温度均呈下降趋势,且Li2Si2O5析出量随着Ca O含量的增加而增大。当Ca O含量为5%,以660℃为核化温度、682℃为晶化温度进行烧结时,析出的Li2Si2O5晶体尺寸细小,排列紧密,微晶玻璃最致密,同时试样的介电性能最佳,电阻率可达6.19×1010Ω·m。(2)微晶玻璃与金属基体复合研究过程显示,本研究条件下,涂覆烧结法较之等离子喷涂更利于微晶玻璃与金属的复合。涂覆烧结过程中适当的金属基底预处理温度对涂层的强韧化尤为重要。本实验条件下,基体金属预处理温度500℃,复合过程中核化保温2 h、晶化保温1 h时,复合涂层结构致密,结合效果最佳,且复合涂层的电阻率最大,为3.52×107Ω·m。此时金属基微晶玻璃复合涂层微观结构显示为金属基体-Fe O-Fe2O3-微晶玻璃梯度材料结构。