近日，北京工業(yè)大學(xué)Chen Wang，Haibin Wang，Xiaoyan Song等，在Transactions of Materials Research上發(fā)文，利用原位合成超細WC-12wt%Co復(fù)合粉末和氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯yttria-stabilized zirconia (YSZ) 粉末為原料，研究了添加ZrO2對熱噴涂WC-Co涂層微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和耐磨性能的影響。

顯微結(jié)構(gòu)分析表明，添加3wt%ZrO2有效抑制了熱處理過程中WC晶粒的粗化，并在涂層中保留了四方ZrO2結(jié)構(gòu)。應(yīng)力誘導(dǎo)的從四方到單斜ZrO2相變觸發(fā)了裂紋偏轉(zhuǎn)和橋聯(lián)機制，這在不影響硬度的情況下，顯著提高了斷裂韌性。

相比于傳統(tǒng)WC-12Co涂層，在90N載荷時，3%ZrO2改性涂層的耐磨性提高了兩倍。增韌機制有效地抑制了裂紋的萌生和擴展，將失效模式從塊狀剝落轉(zhuǎn)變?yōu)闈u進的輕微磨損。

這項工作表明，ZrO2含量優(yōu)化，可以平衡硬度和韌性，為開發(fā)高性能耐磨金屬陶瓷涂層提供了一種可行的策略。