1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科技的飞速进步，制造业不断发展，对材料的性能要求也越来越高。传统金属材料作为生产生活中最不可或缺的材料之一，其性能已经难以满足发展需求，研究一种弥补传统金属材料不足之处的技术变得非常迫切，在这种背景之下，热喷涂技术应运而生并迅速发展^[1]。热喷涂技术是一种将涂层材料利用高速气流将其喷射到材料表面，用于提高设备或构件表面耐磨损、耐腐蚀、耐高温和隔热等性能。具有选材和应用范围广泛、被喷涂的基体受热影响小、喷涂工艺操作灵活、喷涂厚度范围宽等特点^[2]。

热喷涂技术主要分为火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂等。研究表明，喷涂粒子速度和温度越高，则涂层越致密，涂层与基体的结合强度越大。火焰喷涂热源是气体(或液体) 燃料燃烧释放的能量，温度一般在3000 ℃左右，制备的涂层结合强度较低，孔隙率较高( 90%～95%) ^[3]。电弧喷涂的热源为形成涂层材料的消耗性电极之间产生的电弧，热源温度为5000～6000 ℃。与火焰喷涂相比，涂层结合强度高，生产效率高且成本低，但喷涂材料必须导电，且只适合喷涂熔点较低的材料^[4]。等离子喷涂的热源为高熔点的钨极与水冷铜电极之间产生的非转移型压缩电弧，电弧产生的等离子体温度可达10000℃以上，喷嘴出口处可达到亚音速甚至超音速( 1000～2000 m/s) 。具有工艺稳定性高、可控性好、用材广泛、孔隙率低( 95%～98%) 、沉积效率高的特点，可制备耐磨、耐蚀、耐热等功能性涂层，尤其适合制备高熔点的金属及陶瓷涂层^[5]。

碳钢是我国目前应用非常广泛的一种钢材，但它们在特定工况下使用时易磨损、不耐腐蚀或者抗氧化性较差。tic基复合材料具有高熔点、高硬度、高刚度、高化学稳定性、高绝缘能力、热导率低、热膨胀系数小等特点，因而在碳钢表面喷涂tic可以有效地提高碳钢耐磨损、耐高热、耐腐蚀和抗高温氧化等性能^[6]。但由于tic基复合材料的高熔点，采用一般方法很难制备出质量较好的、符合工程应用的涂层。通过前文中对三种热喷涂技术的分析，等离子喷涂技术最适合用于tic基复合材料的喷涂。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

本文利用tic基复合材料对中碳钢表面进行等离子喷涂实验，拟通过试验和理论相结合的方法，着重讨论了以下几方面问题:

1）制备tic基复合粉末并优化其力学性能；

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-6周：按照设计方案，制备性能较好的tic复合粉末。

第7-10周：进行等离子喷涂实验并优化工艺参数。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] khan, shamim. effect of operating parameters on adual-stage high velocity oxygenfuelthermal spray system [j]. journal of thermal spray technology, 2014, 23(6) :910-918.

[2] 李君. 热喷涂技术应用与发展调研分析 [d]. 吉林：吉林大学材料科学与工程学院, 2015: 3-4.

[3] 王娟. 表面堆焊与热喷涂技术[m]. 北京: 化学工业出版社, 2004.