.174 工程科学学报，第43卷，第2期 应变因素和构成因素.激光重熔高嫡合金涂层可 加致密，氧化物较少，耐磨性较好 能会产生相变，而此研究对防止相变造成的涂层 Chen等Bm利用超音速火焰喷涂制备了一种 凝固开裂具有指导意义. Alo.6 TiCrFeCoNi高熵合金涂层，并研究涂层在不 等离子喷涂制备的高嫡合金涂层具有优良的 同温度下的摩擦行为.研究表明，涂层表面硬度 性能，且与基体结合较紧密，但仍存在孔隙、偏 为=789吐54HV,断裂韧性为8.4MPam2,耐磨性 析、氧化物、开裂等问题，本节从工艺角度入手， 较好，且涂层在各个实验温度下的摩擦行为都以 针对涂层的以上问题综述了现有的研究，以便选 磨粒磨损为主.如图5所示，图中的HEA-RT、 取最优工艺获取最优的涂层质量 HEA-300、HEA-500分别表示高嫡合金涂层在室 2.2超音速火焰喷涂制备高熵合金涂层 温、300℃和500℃的环境下.当温度由室温升 超音速火焰喷涂是利用燃料与高压氧气在燃 至300℃时由于过程中出现了疲劳磨损，因此磨 烧中产生高温高压焰流，熔化粉末材料并喷射至 损率增加；但从300℃到500℃之间时，由于出现 基体形成涂层的一种方法.由于粒子的速度最高 了氧化磨损，因此磨损率变化较小.在500℃时涂 可以达到800ms,因此涂层相较等离子喷涂更 层摩擦系数最小 1.1 (a) 一HEA-RT 3.5(b) 0 —HEA-300 -HEA-500 3.0 2.757 0.9 2.674 2.5 0.8 -01)/ 1.5 1.044 1.0 0.5 0.4 1000 2000300040005000 RT 300℃ 500℃ Time/s Temperature 图5不同温度下摩擦学实验的结果阿(a)摩擦系数：(b)磨损率 Fig.5 Results of tribology tests at different temperatures!(a)friction coefficients,(b)wear rates Lobel等3网利用超音速火焰喷涂制备了一种 AlCoCrFeNiTios高嫡合金涂层，继续了Chen等的 202±15m 研究，继续进行了同体系高嫡合金高温摩擦行为 的研究，实验温度范围为500~900℃.研究结果 表明，随着温度升高，涂层摩擦行为以氧化磨损为 主，随着温度升高，耐磨性提高.Srivastava等B9利 用超音速火焰喷涂制备了FeCoCrNi2Al高嫡合金 Substrate 涂层，并研究了涂层的微观结构、表面形貌以及性 20m6W 的 能，涂层截面如图6所示 图6涂层截面形貌图网 研究结果表明，涂层与基体的附着良好，呈层状 Fig.6 Cross-sectional micrograph of the coating 结构，且厚度为202±15um.表面显微硬度可达到 610吐30VHN,表面最大承载9.8N无裂纹出现且发 合金涂层，并与NiCrSiB涂层进行耐蚀性的比较 现涂层具有良好的高温耐蚀性能，因此该涂层可 研究表明AlCoCrMoNi高嫡合金涂层孔隙率约 做热障材料或高温防腐材料.Vallimanalan等o,利 1.03%,结合强度为68MPa,涂层质量优异.高嫡合 用超音速火焰喷涂制备了一种AlCoCrMoNi高嫡 金涂层的腐蚀电流Ieor小于NiCrSiB涂层，因此腐应变因素和构成因素. 激光重熔高熵合金涂层可 能会产生相变，而此研究对防止相变造成的涂层 凝固开裂具有指导意义. 等离子喷涂制备的高熵合金涂层具有优良的 性能，且与基体结合较紧密，但仍存在孔隙、偏 析、氧化物、开裂等问题，本节从工艺角度入手， 针对涂层的以上问题综述了现有的研究，以便选 取最优工艺获取最优的涂层质量. 2.2    超音速火焰喷涂制备高熵合金涂层 超音速火焰喷涂是利用燃料与高压氧气在燃 烧中产生高温高压焰流，熔化粉末材料并喷射至 基体形成涂层的一种方法. 由于粒子的速度最高 可以达到 800 m·s−1，因此涂层相较等离子喷涂更 加致密，氧化物较少，耐磨性较好. Chen 等[37] 利用超音速火焰喷涂制备了一种 Al0.6TiCrFeCoNi 高熵合金涂层，并研究涂层在不 同温度下的摩擦行为. 研究表明，涂层表面硬度 为 H=789±54 HV，断裂韧性为 8.4 MPa·m1/2，耐磨性 较好，且涂层在各个实验温度下的摩擦行为都以 磨粒磨损为主 . 如 图 5 所示 ，图中 的 HEA-RT、 HEA-300、HEA-500 分别表示高熵合金涂层在室 温、300 ℃ 和 500 ℃ 的环境下. 当温度由室温升 至 300 ℃ 时由于过程中出现了疲劳磨损，因此磨 损率增加；但从 300 ℃ 到 500 ℃ 之间时，由于出现 了氧化磨损，因此磨损率变化较小. 在 500 ℃ 时涂 层摩擦系数最小. 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0 1000 2000 Time/s (a) HEA-RT HEA-300 HEA-500 Friction coefficient 3000 4000 5000 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 RT 300 ℃ Temperature (b) 1.044 2.757 2.674 Wear rate/(10 −4 mm3·N−1·m−1 ) 500 ℃ 图 5    不同温度下摩擦学实验的结果[37] . （a）摩擦系数；（b）磨损率 Fig.5    Results of tribology tests at different temperatures[37] : (a) friction coefficients; (b) wear rates Löbel 等[38] 利用超音速火焰喷涂制备了一种 AlCoCrFeNiTi0.5 高熵合金涂层，继续了 Chen 等的 研究，继续进行了同体系高熵合金高温摩擦行为 的研究，实验温度范围为 500～900 ℃. 研究结果 表明，随着温度升高，涂层摩擦行为以氧化磨损为 主，随着温度升高，耐磨性提高. Srivastava 等[39] 利 用超音速火焰喷涂制备了 FeCoCrNi2Al 高熵合金 涂层，并研究了涂层的微观结构、表面形貌以及性 能，涂层截面如图 6 所示. 研究结果表明，涂层与基体的附着良好，呈层状 结构，且厚度为 202±15 μm. 表面显微硬度可达到 610±30 VHN，表面最大承载 9.8 N 无裂纹出现且发 现涂层具有良好的高温耐蚀性能，因此该涂层可 做热障材料或高温防腐材料. Vallimanalan 等[40] 利 用超音速火焰喷涂制备了一种 AlCoCrMoNi 高熵 合金涂层，并与 NiCrSiB 涂层进行耐蚀性的比较. 研究表 明 AlCoCrMoNi 高熵合金涂层孔隙率 约 1.03%，结合强度为 68 MPa，涂层质量优异. 高熵合 金涂层的腐蚀电流 Icorr 小于 NiCrSiB 涂层，因此腐 20 μm Substrate 202±15 μm 图 6    涂层截面形貌图[39] Fig.6    Cross-sectional micrograph of the coating[39] · 174 · 工程科学学报，第 43 卷，第 2 期