陶瓷颗粒增强环氧树脂复合涂层的力学性能及断裂机理分析

电镀与涂饰 , 2015, 34(22): 1288-1292.

陶瓷颗粒增强环氧树脂复合涂层的力学性能及断裂机理分析

王莉容 ^1, , 吴燕明 ^2, , 陈小明 ^3, , 伏利 ^4, , 毛鹏展 ^5, , 周夏凉 ^6,

1.水利部杭州机械设计研究所,浙江杭州 310012;水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室,浙江杭州 310012;水利部产品质量标准研究所,浙江杭州 310012

2.水利部杭州机械设计研究所,浙江杭州 310012;水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室,浙江杭州 310012;水利部产品质量标准研究所,浙江杭州 310012

3.水利部杭州机械设计研究所,浙江杭州 310012;水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室,浙江杭州 310012;水利部产品质量标准研究所,浙江杭州 310012

4.水利部杭州机械设计研究所,浙江杭州 310012;水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室,浙江杭州 310012

5.水利部杭州机械设计研究所,浙江杭州,310012

6.水利部杭州机械设计研究所,浙江杭州,310012

基金项目: 杭州西湖区十大科技专项(115411N007) 杭州市科技发展计划项目(20120433B35) 浙江省科技计划项目(2013C31044) 浙江省科技计划项目(2014C31156)

关键词：陶瓷 , 环氧树脂 , 复合涂层 , 硬度 , 结合强度 , 断裂机理

Study on mechanical property and fracture mechanism of ceramic particle-reinforced epoxy composite coating

Keywords： ceramic , epoxy resin , composite coating , hardness , bond strength , fracture mechanism

采用不同含量的Al2O3、ZrO2、SiC、WC这4种陶瓷颗粒分别制备了陶瓷颗粒增强环氧树脂涂层(陶瓷/环氧复合涂层),测试了所制涂层的洛氏硬度与结合强度.通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察拉伸试验后涂层断裂面的形貌,探讨了涂层的断裂失效方式和断裂机理.结果表明,4种陶瓷/环氧复合涂层的洛氏硬度均较纯环氧涂层高,达到77～107 HR,呈现WC涂层＞Al2O3涂层＞ ZrO2涂层＞SiC涂层的趋势.除了陶瓷颗粒本身的硬度,其与环氧树脂的相容性对涂层洛氏硬度的影响很大.适当的陶瓷颗粒加入量能提高涂层的结合强度,加入过多反而使结合力下降.涂层的气泡或孔隙等薄弱部位作为断裂源,在外应力的作用下形成宏观裂纹,裂纹沿着薄弱区域扩展并发生偏转,最终导致涂层的断裂脱落.

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