超音速等离子喷涂Al₂O₃涂层的绝缘性能

张斌¹，张向军²，林丽³，马庆超¹，高建华¹

1. 清华大学天津高端装备研究院2. 清华大学摩擦学国家重点实验室3. 天津职业大学机电工程与自动化学院

摘 要：绝缘轴承可靠性主要依赖于其表面涂层的绝缘性能,但克服绝缘涂层寿命短、耐候性差等问题一直是我国研究的前沿、热点和难点,至今尚未得到有效解决。采用超音速等离子喷涂技术在GCr15基体上制备氧化铝绝缘涂层,以Ni/Al作为粘结层,并考察了绝缘涂层的形貌、相结构、力学性能及绝缘性能。结果表明:所制备的涂层表面致密,孔隙率为3.90%;涂层相组成为γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃;涂层的平均硬度972 HV_{9.8 N},抗拉强度为36 MPa,抗热震试验后涂层无明显变化,抗热震性能较好;介电常数和介电损耗随着温度的升高而升高,同时绝缘电阻值降低;随着湿度的增加,击穿电压值减小,在相对湿度达到90%时,击穿电压仍能保持在2.52 kV,绝缘性能良好。

关键词：Al₂O₃涂层;力学性能;绝缘性能;超音速等离子喷涂;孔隙率;抗拉强度;绝缘电阻;击穿电压;