活性炭電極涂層的結(jié)構(gòu)和性能。活性炭涂層具有納米晶體結(jié)構(gòu)。取決于放電脈沖的持續(xù)時(shí)間和頻率，涂層中活性炭和鋼之間的比例是不同的。硬質(zhì)合金中的添活性炭使我們將涂層的顯微硬度和耐磨性提高了2-3倍。在機(jī)器部件和工具表面上沉積耐磨電噴涂層，包括納米結(jié)構(gòu)涂層，可以顯著提高其使用壽命。具有鈷粘合劑的活性炭化鎢基硬質(zhì)合金已經(jīng)作為用于制備涂層的電極材料而廣泛使用。然而，這些電極材料具有很高的耐腐蝕性，并且難以向陰極轉(zhuǎn)移。此外，當(dāng)放電轟擊陰極時(shí)，在熱應(yīng)力下經(jīng)常在硬化的沉積層中形成裂紋。硬質(zhì)合金中耐火材料的納米粉末添加劑對(duì)電噴涂層的顯微組織和摩擦學(xué)特性產(chǎn)生積極的影響。

　　在我們的工作中，通過(guò)粉末冶金的常規(guī)技術(shù)燒結(jié)基于碳化鎢和鈷的電極材料。使鈷含量恒定(10重量%)，活性炭濃度變化(2.5和4.5重量%)。粉末混合物通過(guò)行星式球磨機(jī)以250rpm的轉(zhuǎn)速混合30分鐘，同時(shí)加入5ml異丙醇。將獲得的活性炭粉末與橡膠在汽油中的溶液混合，然后使用具有30kN負(fù)荷的機(jī)器壓制。用于燒結(jié)的樣品質(zhì)量相同，相當(dāng)于13g。將壓制的混合物在真空管式烘箱中在1400℃下燒結(jié)8小時(shí)。用作電極的硬質(zhì)合金棒的尺寸為40'5'5 mm 3。燒結(jié)樣品的質(zhì)量損失(由增塑劑蒸發(fā)引起，由于初始粉末中存在殘留氧和結(jié)晶水而導(dǎo)致的碳，鎢和鈷的燃燒)平均為4%。

　　所創(chuàng)建的活性炭涂層的微觀結(jié)構(gòu)如圖1所示。在4%硝酸在乙醇中蝕刻后，觀察到鋼基體的鐵素體珠光體結(jié)構(gòu)， 在用氫氧化鈉和鐵氰化鉀(III)的混合物蝕刻后，在沉積層中看到微結(jié)構(gòu)。白色層含有分散的鐵活性炭化物和陽(yáng)極分解產(chǎn)物的聚集體。表層的主要部分由活性炭W 2 C(涂層上部的灰色區(qū)域)和活性炭的小夾雜物組成。圖2所得涂層的表面和橫截面的SEM圖像顯示其元素組成對(duì)應(yīng)于活性炭化鎢的白色顆粒的存在。此外，與10%Co涂層相比，10%Co-4.5%C涂層中的這些晶粒的量要大得多。隨著電極中碳含量的增加，其在整體涂層中的濃度增加，因?yàn)?0%Co-4.5%C樣品上的涂層中的碳濃度范圍為30至40at。%，而使用標(biāo)準(zhǔn)10%Co電極為26-31at%。通過(guò)施加具有較高碳含量的陽(yáng)極沉積的表面層的結(jié)構(gòu)更均勻，盡管存在一些微孔。從而，得到的活性炭涂層的平均厚度為7?80μm。隨著脈沖持續(xù)時(shí)間的增加，電流的厚度增加。

　　在合金表面層陰極的橫截面進(jìn)行金相分析時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)表層有孔隙和微裂紋;，該結(jié)構(gòu)在厚度上不均勻。活性炭表面層的損傷隨著放電能量的演變而增加。由于涂層和鋼基材的熱膨脹系數(shù)之間的差異，形成微裂紋。在鄰接沉積層的鋼片上觀察到鐵素體。珍珠巖組分由于熱效應(yīng)和快速冷卻而被淬火。與白色層相鄰的部分受到放電和等離子體的熱作用，隨后快速冷卻。結(jié)果，我們觀察到其中珠光體組分被淬火的薄層。該區(qū)域的顯微硬度增加(圖1)。

　　活性炭涂層基于具有小活性炭化鎢夾雜物的碳化物W2C。在局部位置觀察到活性炭化鎢WC到碳化物W2C 的分解，這是由于放熱引起的放電的影響以及電極材料與空氣中氧的相互作用的增強(qiáng)。此外，脫碳可能發(fā)生在活性炭與鐵基質(zhì)的相互作用之后，已經(jīng)觀察到電沉積和HVOF噴涂。所得活性炭涂層的組成不同。隨著放電脈沖的持續(xù)時(shí)間和頻率的增加，這種變化開(kāi)始以特別顯著的方式表現(xiàn)出來(lái)。在1kHz的較高放電頻率下，硬質(zhì)合金的脫碳強(qiáng)烈。與以0.1kHz沉積的相同涂層相比，在該頻率下產(chǎn)生的WC-10%Co涂層幾乎完全與W 2 C一起少量WC。在0.1kHz 的頻率下，涂層組合物中的活性炭化鎢以氨基碳化物W2C 為主。在高頻(1kHz)和短長(zhǎng)度(<20μs)下，周圍的氣體介質(zhì)沒(méi)有實(shí)質(zhì)的作用。

　　我們研究了通過(guò)在鋼35上電沉積活性炭炭化鎢10%Co合金與Al 2 O 3或活性炭添加劑產(chǎn)生的涂層。在所獲得的涂層中觀察到尺寸為1至20微米的活性炭化鎢的微晶。表層具有納米結(jié)構(gòu)。隨著陽(yáng)極材料中活性炭含量的增加，活性炭化的量增加。基于活性炭化鎢的電極材料中的氧化鋁添加劑使我們能夠提高涂層的耐磨性。如果使用活性炭添加劑，則顯微硬度和耐磨性變得更大。這是因?yàn)殡S著陽(yáng)極材料中活性炭濃度的增加，活性炭化鎢的脫碳降低。