Ingon usa ka bag-ong tipo sa teknolohiya sa surface engineering, laser cladding adunay mga bentaha sa hatag-as nga efficiency, ubos nga dilution rate, maayo nga bonding tali sa taklap ug substrate, dasok taklap nga gambalay ug ubos nga polusyon. Kini kaylap nga gigamit sa pag-andam sa mas lisud, mas masulub-on ug mas corrosion-resistant composite coatings. Ang carbon nanotubes (CNTs) adunay talagsaon nga istruktura sa nanotube ug maayo kaayo nga mekanikal nga mga kabtangan. Kini mao ang sulundon nga reinforcement nga mga materyales alang sa pag-andam sa laser cladding coatings. Ang CNTs-enhanced coatings nahimong research hotspot sa natad sa laser cladding sa bag-ohay nga mga tuig. Kini nga papel naghisgot sa pagpalig-on nga mekanismo sa CNTs sa laser cladding coatings gikan sa upat ka mga aspeto: ikaduhang hugna sa pagpalig-on, maayo nga grain pagpalig-on, dislokasyon pagpalig-on ug load pagbalhin. Ang mga CNT makapauswag sa performance sa cladding coatings. Ang kahimtang sa panukiduki sa CNTs-enhanced laser cladding coatings gi-summarize ug gisusi gikan sa mga aspeto sa pagdugang sa kantidad ug dispersion mode sa CNTs ug ang impluwensya sa CNTs sa katig-a, pagsul-ob sa pagsukol, kalig-on, plasticity, katig-a ug corrosion resistance sa coating. Sa katapusan, ang mga problema nga anaa sa kasamtangan nga panukiduki sa CNTs-gipalambo nga laser cladding coatings ug ang umaabot nga direksyon sa kalamboan gilauman.

Sa tradisyonal nga mga pabrika ug minahan, ang mekanikal nga mga ekipo kanunay nga naladlad sa mapintas nga mga palibot sama sa taas nga temperatura ug taas nga presyur sa dugay nga panahon, ug ang nawong sa mga hinungdan nga bahin kanunay nga nag-antos sa pagsul-ob, kadaot, lokal nga pagpanit sa nawong ug uban pang mga porma sa kapakyasan, nga usahay seryoso. makaapekto sa normal nga operasyon sa tibuok ekipo. Sa bag-ohay nga mga tuig, ang gidaghanon ug ang-ang sa kadaot sa taas nga kantidad-gidugang nga mga bahin miuswag pag-ayo [1-3]. Ang pag-andam sa usa ka coating nga adunay maayo kaayo nga pasundayag sa nawong sa mga bahin usa ka hinungdanon nga paagi aron mapalawig ang kinabuhi sa serbisyo sa mga bahin ug makunhuran ang pagkawala sa ekonomiya. Ang coating nga giandam sa laser cladding dasok ug adunay pino nga mga lugas, nga labi nga nagpauswag sa pagsukol sa pagsul-ob sa mga bahin. Ang usa ka maayo nga pagkadugtong sa ibabaw nga fusion zone mahimo usab nga maporma tali sa coating ug substrate, nga makahimo sa coating nga suod nga konektado sa substrate ug dili sayon ​​​​mahulog. Dugang pa, ang mga bentaha sa teknolohiya sa pag-cladding sa laser sama sa gamay nga pag-input sa init, gamay nga pagbag-o sa workpiece, ug gamay nga epekto sa thermal sa substrate naghimo niini nga gusto nga teknikal nga paagi sa industriya sa remanufacturing [4-5].

Ang carbon nanotubes (CNTs) usa ka bag-ong klase sa carbon material nga adunay talagsaon nga tubular structure ug nanometer diameter. Sulod sa dugay nga panahon, ang carbon nanotubes giisip nga sulundon nga mga materyales sa pagpalig-on alang sa paghimo sa mga seramiko ug metal nga matrix nga composite coating tungod sa ilang taas nga kusog, gaan nga gibug-aton, maayo nga geometric nga mga kabtangan, maayo kaayo nga mekanikal nga mga kabtangan ug kalig-on sa kemikal [6-8]. Ang laser cladding composite coatings nga gipalig-on sa carbon nanotubes adunay maayo kaayo nga mga kabtangan, lakip ang taas nga mekanikal nga kusog ug maayo kaayo nga tribological nga mga kabtangan, ug adunay potensyal nga mga prospect sa aplikasyon.

1 Mekanismo sa pagpalig-on sa epekto sa CNTs sa coatings

Sama sa nanodiamonds, fullerenes, graphene, ug uban pa, ang CNTs kay usa usab ka matang sa nanocarbon material [9]. Ang carbon nanotubes gihimo sa gilukot nga mga graphene sheet nga adunay layered nga istruktura. Ang gawas nga diametro kasagaran 2 ngadto sa 20 nm, ug ang sulod nga diametro mas gamay, ang uban mga 1 nm lamang. Para sa multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), ang gilay-on tali sa mga layer gitakda (~0.34 nm). Ang mga CNT giisip nga usa ka tipikal nga one-dimensional nga nanomaterial tungod kay ang gitas-on sa tubo kasagaran anaa sa lebel sa micrometer ug adunay dako kaayo nga aspect ratio. Ang pagpaila sa mga CNT sa laser cladding mahimong makapauswag sa performance sa coating. Ang mekanismo sa pagpalig-on niini nag-una nga gipakita sa ikaduhang hugna sa pagpalig-on, pagpino sa lugas, pagpalig-on sa dislokasyon ug mekanismo sa pagbalhin sa karga.

(1) Human ma-irradiated sa usa ka high-energy laser beam, ang aspect ratio sa CNTs mikunhod pag-ayo ug sila partially dissolve sa molten pool [10-11]. Ang naka-eskapo nga mga atomo sa C nag-react in situ sa ubang metal nga mga elemento sa molten pool aron makamugna og mga carbide sama sa WC, W2C ug TiC. Ang namugna nga mga karbida nagkatibulaag ug parehas nga giapod-apod sa cladding layer ingon nga mga hugna sa pagpalig-on, sa ingon nagdugang ang katig-a ug pagsul-ob sa pagsukol sa coating.

(2) Atol sa proseso sa pag-cladding, ang mga CNT mahimong molihok isip heterogeneous nucleation centers, mopataas sa nucleation rate, ug sa ingon magpino sa mga lugas ug mopalambo sa coating performance [12]. Sa pagtuon sa CNTs-reinforced Inconel 625 composite coating ni Zhao et al. [12], ang mga CNT naglihok isip heterogeneous nuclei aron mapino ang mga lugas. Ang tunga nga bahin sa cladding layer nagpakita sa mas pino nga equiaxed nga mga lugas nga adunay average nga gidak-on nga mga 3 μm. Ingon sa gipakita sa Figure 1, ang mga lugas sa CNTs/Inconel 625 cladding layer mas pino kay sa walay CNTs.

(3) Ang carbon allotropes nga nabag-o gikan sa mga CNT ug nadaot nga mga CNT sa panguna giapod-apod sa mga utlanan sa lugas, nga nakababag sa pagbalhin sa mga lugas pinaagi sa pinning effect. Kung ang materyal nga matrix moagi sa plastic deformation, mahimo ra kini nga mga dislokasyon aron malaktawan ang mga CNT, sa ingon nagdugang ang enerhiya sa pagtuis sa rehiyon sa lattice ug gipauswag ang mekanikal nga mga kabtangan sa coating [13].

(4) Ang mga CNT o ang ilang mga allotropes parehas nga nagkatag sa cladding layer aron maporma ang usa ka interconnected grid structure. Atol sa proseso sa pagkabali, ilang gipas-an ang nag-unang karga ug adunay papel sa pagdugtong sa mga pores ug mga liki.

2. Dugang nga kantidad ug paagi sa pagsabwag sa mga CNT

Kung ang mga carbon nanotubes mahimo nga parehas nga pagkatag mao kanunay ang panguna nga hagit sa mga gipalig-on nga composite nga carbon nanotube, bisan sa polymer, ceramic o metal matrix. Kini tungod kay ang carbon nanotubes adunay usa ka dako nga espesipikong lugar sa nawong hangtod sa 200 m2 / g. Tungod sa paglihok sa puwersa sa van der Waals, dali sila nga maporma ang mga agglomerates [14]. Ang agglomeration sa mga CNT maoy hinungdan nga ang performance sa composite coating motidlom pag-ayo. Ang pagkamaunat-unat nga modulus, kusog ug pasundayag sa composite coating suod nga nalangkit sa pag-apod-apod sa mga dugang nga CNTs [15]. Wu Xiwang ug uban pa. Gipunting usab sa [16] nga aron mahatagan ang hingpit nga dula sa maayo kaayo nga mga kabtangan sa mga CNT ug mapaayo ang paghimo sa mga komposit nga materyales, ang una nga butang nga masulbad mao ang problema sa pagkatibulaag sa mga CNT. Busa, importante kaayo nga pre-treat ang mga CNT sa dili pa mag-cladding. Ang uniporme nga pagsabwag sa mga CNT mao ang gikinahanglan alang sa pagkuha sa usa ka cladding layer nga adunay maayo kaayo nga performance.

2.1. Ang gidaghanon sa mga CNT nga gidugang

Ang gidaghanon sa mga CNT nga gidugang adunay mahinungdanong epekto sa performance sa coating. Nakaplagan sa ubang mga tigdukiduki nga ang mekanikal ug tribological nga mga kabtangan (tensile strength, hardness, ug wear) sa mga composite nga materyales nga giandam pinaagi sa pagdugang sa sobra nga CNTs modaot pag-ayo [17-18]. Ang hinungdan sa pagkadaot mao nga ang sobra nga mga CNT dili parehas nga magkatag sa komposisyon nga materyal. Kini nga problema nahitabo sa dihang ang grupo sa panukiduki sa tagsulat nag-ball-mill sa composite powder sa CNTs. Tungod sa pagdugang sa sobra nga CNTs, human sa ball milling, agglomerated CNTs dako nga mga partikulo mahimong tin-aw nga obserbahan sa ibabaw sa nawong sa composite powder, sama sa gipakita sa Figure 2. Kini adunay usa ka seryoso nga epekto sa pagporma sa kalidad sa cladding layer, ug mas daghang pore defect ang makita sa cladding layer, sama sa gipakita sa Figure 3.

Liu ug uban pa. [19] gitun-an ang epekto sa CNTs content sa performance sa WC/Ni cladding layer. Sa diha nga ang sulod sa carbon nanotubes misaka gikan sa 0% ngadto sa 5% (mass fraction, ang sama sa ubos), ang microhardness ug wear pagsukol sa sapaw misaka una ug unya mikunhod. Sa diha nga ang sulod sa CNTs misaka gikan sa 3% ngadto sa 5%, ang mga liki ug pore defects nagsugod sa pagpakita sa cladding layer, sama sa gipakita sa Figure 4. Sa friction ug wear test, ang nawong sa taklap nga adunay sulod nga 3% carbon nanotubes hapsay. nga adunay pipila lamang ka gamay nga mga grooves, samtang ang friction surface sa sample nga adunay 5% CNTs bagis ug daghan nga mga debris ang naobserbahan. Kini tungod kay ang agglomeration sa CNTs nagdugang sa crack sensitivity sa coating ug nagpatunghag adhesive wear.

Zhao ug uban pa. [20] nag-andam ug Cu-Fe alloy cladding layer nga gipalig-on sa mga CNT. Ang dugang nga kantidad sa mga CNT mao ang 0%, 1%, 2.6% ug 4% (mass fraction, parehas sa ubos), matag usa. Ang pagsukol sa pagsul-ob ug katig-a sa cladding layer nagpakita usab sa us aka us aka us aka us aka us aka us aka us aka us aka us aka pagkunhod. Kung ang dugang nga kantidad sa CNTs 2.6%, ang epekto sa cladding mao ang labing kaayo; sa diha nga ang dugang nga kantidad sa CNTs misaka ngadto sa 4%, ang sobra nga CNTs sulod hinungdan sa agglomeration, nga nakababag sa kainit pagbalhin sa tinunaw nga pool ug gipahinay ang makapabugnaw rate sa tinunaw pool. Sa samang higayon, ang agglomerated CNTs dili epektibong makapugong sa pagbangga ug paghugpong sa iron-rich phase, nga miresulta sa grain coarsening. Ang mga agglomerated nga CNT usab nagdugang sa porosity sa cladding layer ug nagdugang sa mga depekto sa cladding layer. Ang aggregated iron-rich phase daling mapikas panahon sa dry sliding friction. Pagkahuman sa pagbahin, gisagol kini sa sulud sa pagsul-ob ingon usa ka abrasive ug nagporma daghang mga grooves pinaagi sa pagsul-ob sa micro-cutting, nga nagpamenos sa pagsukol sa pagsul-ob sa coating.

2.2 Pagsabwag sa mga CNT

Sa pagkakaron, ang mga nag-unang pamaagi nga gigamit aron mapauswag ang pagkatibulaag sa carbon nanotubes sa teknolohiya sa pag-cladding sa laser naglakip sa mechanical alloying, chemical nickel plating, ultrasonic treatment ug multiple composite method [21]. Zhao Longzhi ug uban pa. [22] migamit sa mekanikal nga paagi sa alloying aron ibutang ang composite powder ngadto sa planetary ball mill para sa ball milling, nga may ball-to-material ratio nga 3:1, rotation speed nga 200 r/min, ug ball milling time sa 10 ka oras Human makompleto ang paggaling sa bola, gibutang kini sa usa ka hurnohan sa pagpa-uga alang sa hingpit nga pagpauga sulod sa 2 ka oras, ug dayon ang pag-cladding gihimo aron makakuha og usa ka cladding layer nga adunay uniporme nga pagsabwag sa mga CNT. Zhang Nan ug uban pa. [23] nakit-an nga ang nickel plating dili lamang makabag-o sa nawong sa mga CNT, apan adunay usa usab ka papel sa pagpauswag sa pagkatibulaag sa mga CNT. Ang Nickel plating epektibo nga makapugong sa mga CNT nga madaot ubos sa laser irradiation. Sa samang higayon, ang nickel layer adunay maayo nga materyal nga compatibility sa iron-based amorphous coating, nga makab-ot ang maayo nga kombinasyon sa CNTs ug iron-based amorphous coating. Wang Tiancong et al. [24] gisagol ang 1% nickel-plated CNTs ug iron-based amorphous powders sa ball mill sa 30 min sa ball milling speed nga 150 r/min, ug nakuha ang composite powder nga adunay maayo nga tubular structure ug uniform dispersion. Nakit-an usab nga ang taas nga oras sa paggaling sa bola makadaot sa istruktura sa CNT ug makaapekto sa epekto niini sa paggahi. Zhang Jiacheng ug uban pa. [25] una nga gidugang ang mga CNT sa anhydrous ethanol ug gisabwag kini sa ultrasonic sa 1 ka oras, dayon gidugang ang nahabilin nga pulbos sa pagkatibulaag sa CNT, gipalihok kini magnetically sa temperatura sa kwarto sa 30 min sa gikusgon nga 500 r / min, ug sa katapusan gibubo ang sinagol. powder liquid ngadto sa usa ka ball mill ug galinga kini alang sa 1 h sa usa ka speed sa 275 r/min. Zhao ug uban pa. [26] giandam ang CNTs/ Ti-6Al-4V composite powders pinaagi sa paggamit sa electrostatic self-assembly. Aron mabungkag ang agglomeration sa mga CNT ug mahimo silang hydrophilic, ang nawong sa mga CNT una nga gibag-o sa kemikal, ug dayon ang mga CNT giputli sa HNO3 sulod sa 12 ka oras. Ang gawas nga layer sa CNTs functionalized sa usa ka sinagol nga HNO3 ug H2SO4 (volume ratio 1:3) ubos sa ultrasonic aksyon, ug mechanically gisagol sa 323 K alang sa 4 ngadto sa 6 ka oras. Dayon, ang acid-treated CNTs gipatibulaag sa ethanol pinaagi sa ultrasound, ug ang Ti-6Al-4V powder gisabwag usab sa ethanol. Pagkahuman, ang nagkatibulaag nga mga CNT gidugang nga dropwise sa suspensyon sa Ti-6Al-4V ug gisagol. 0.3 h, ug sa katapusan, ang nakuha nga suspension hingpit nga nauga sa usa ka drying furnace sa 343 K alang sa 24 h aron makuha ang CNTs / Ti-6Al-4V composite powder nga adunay uniporme nga pagsabwag sa mga CNT.

Sa katingbanan, kung ang mga CNT mahimong parehas nga magkatag sa komposisyon nga materyal adunay hinungdanon nga epekto sa kalidad sa paghulma sa layer sa cladding. Pinaagi sa makatarunganon nga pretreating nga mga CNT, ang usa ka CNTs-reinforced coating nga adunay maayo nga kalidad ug maayo nga performance mahimong makuha.

3 Epekto sa CNTs sa pagbuhat sa composite coatings

3.1 Epekto sa mga CNT sa katig-a ug pagsul-ob sa pagsukol sa mga composite coatings

Sa kinatibuk-an, ang katig-a sa usa ka materyal katumbas sa pagsukol niini. Ang pagtaas sa katig-a sa cladding layer nagrepresentar usab sa pag-uswag sa pagsukol sa pagsul-ob. Savalani et al. [27] nag-andam sa CNTs/Ti composite coatings nga adunay lain-laing mga sulod sa CNT sa puro nga titanium substrates. Ang katig-a sa coating misaka sa pagtaas sa CNTs content. Sa diha nga ang CNTs sulod miabot sa 20% (mass fraction), ang microhardness sa cladding layer misaka sa 600% itandi sa lunsay nga titanium, pagkab-ot sa 1125HV0.5. Uban sa pagdugang sa CNTs sulod, ang pagkasul-ob giladmon sa sapaw paspas mikunhod. Ang pag-uswag sa katig-a sa composite coating gipahinungod sa pagporma sa mga gahi nga carbide. Ang TiC gihimo sa situ pinaagi sa titanium powder ug CNT sa panahon sa proseso sa cladding. Ang mga partikulo sa TiC parehas nga nagkatibulaag sa cladding layer aron mapugngan ang paglihok sa dislokasyon ug adunay papel sa pagpalig-on sa pagkatibulaag. Ang pino nga TiC dendrites sa cladding layer parehas nga nagkatag sa titanium matrix aron maporma ang istruktura sa network ug mapalig-on ang mga utlanan sa lugas. Ang pagpalig-on sa dispersion ug pagpalig-on sa utlanan sa lugas sa cladding layer magtinabangay aron mapauswag ang katig-a ug pagsul-ob sa pagsukol sa cladding layer. Li ug uban pa. [28] gisul-ob ang usa ka sinagol nga pulbos sa CNT ug titanium nga pulbos sa usa ka titanium substrate ug gisukod ang taas nga temperatura nga mga kinaiya sa pagsul-ob sa cladding layer sa 500 °C. Gipakita sa mga resulta nga ang CNTs-reinforced coating adunay mas taas nga taas nga temperatura nga wear resistance kay sa titanium matrix, ug kini nagdugang sa pagtaas sa CNTs content, sama sa gipakita sa Figure 5. Ang kasagaran nga bili sa friction coefficient sa reinforced coating mas ubos ug mas lig-on. Ang mga nag-unang mekanismo sa pagsul-ob sa titanium substrate sa taas nga temperatura mao ang abrasive wear, adhesive wear, grabe nga plastic deformation ug oxidation, samtang ang mga nag-unang mekanismo sa pagsul-ob sa reinforced coating mao ang adhesive wear ug oxidation.

Pascua ug uban pa. [29] giandam ang mga CNT nga gipalig-on ang nickel-based composite coating. Kung itandi sa sample nga walay mga CNT, ang pagdugang sa mga CNT mahimong epektibo nga magpino sa microstructure ug magpasiugda sa pagporma sa lisud nga hugna nga Cr7C3. Ang microhardness ug wear resistance sa coating misaka sa 25% ug 5.5%, sa tinagsa. Zhou Xiaowei ug uban pa. [30] giandam ang CNTs/Ni60 composite coating sa ibabaw sa 45 steel. Sa diha nga ang dugang nga kantidad sa CNTs mao ang 0.4% (mass fraction), ang labing maayo nga performance cladding layer nakuha. Ang kasagaran nga katig-a sa CNTs / Ni60 cladding layer mahimong moabot sa 900HV0.3, nga 12.5% ​​​​mas taas kaysa sa Ni60 cladding layer, ang gidaghanon sa pagsul-ob mikunhod sa 50%, ug ang friction coefficient mas gamay ug mas lig-on. Ang pagsul-ob sa nawong sa Ni60 nga cladding layer adunay mga marka sa pagdaro ug pagpanit sa mga gahong, samtang ang nawong sa CNTs / Ni60 nga cladding layer hapsay kaayo nga adunay gamay nga marka sa pagsul-ob. Ang mga CNT nagdugang sa densidad sa cladding layer. Ang nakaikyas nga mga atomo sa C nag-reaksyon sa mga elemento sa metal sa haluang metal aron maporma ang carbide (Cr2C) nga bahin sa pagpalig-on, nga parehas nga nagkatibulaag sa layer sa cladding ug adunay papel sa pagpalig-on sa pagkatibulaag. Tungod sa self-lubricating nga epekto sa CNTs, usa ka dasok nga protective film ang maporma sa ibabaw sa cladding layer sa panahon sa proseso sa friction, nga nagbabag sa direktang kontak tali sa friction pairs [31], sa ingon mapalambo ang wear resistance sa coating. Zhao Longzhi ug uban pa. [22] giandam ang CNTs/SiC/Ni60A composite coating sa ibabaw sa 45 steel. Ang katig-a ug pagsul-ob sa pagsukol sa sapaw una nga misaka ug dayon mikunhod sa pagbag-o sa sulod sa CNTs. Sa diha nga ang CNTs dugang nga kantidad mao ang 3% (mass fraction), kini nakaabot sa grabeng bili, uban sa labing taas nga katig-a sa pagkab-ot sa 1 058.3HV0.2, ang labing ubos nga friction coefficient pagkab-ot sa 0.181, ug ang labing ubos nga kantidad sa pagsul-ob sa 0.001 1 g.

Zhang Peng et al. [32] giandam ang TiO2-CNTs/FeNi36 cladding layer, diin ang mga CNT gitabonan sa TiO2, ug ang dugang nga kantidad mao ang 0.5%, 1%, 1.5%, ug 2% (mass fraction, parehas sa ubos). Ang katig-a sa composite coating misaka uban sa pagdugang sa CNTs content, ug sa katapusan nahimong stable (~ 315HV), nga 2.5 ka beses ang katig-a sa unreinforced coating. Ang espesipikong kalig-on ug espesipikong pagkagahi sa mga CNT hilabihan ka taas. Ang pagdugang sa mga CNT epektibo nga makapauswag sa katakus sa coating nga makasukol sa deformation. Dugang pa, ang mga CNT gitabonan sa TiO2 ug dili daling madaot sa laser, nga makapabilin sa daghang mga CNT, sa ingon makapauswag sa katig-a sa cladding layer. Pei ug uban pa. [33] nag-andam og functional gradient composite coating sa CNTs/hydroxyapatite (HA). Ang mga CNT parehas nga nagkatag sa composite coating aron maporma ang usa ka interconnected network. Ang microhardness sa coating misaka sa pagdugang sa sulod sa CNTs. Kung ang pagdugang sa CNTs miabot sa 5%, ang katig-a sa coating mahimong madugangan sa 46.8%. Yang Lijun et al. [34] nag-andam nang daan ug uniporme ug dasok nga CNTs nga pre-coating sa ibabaw sa TC4 ug nag-andam ug CNTs/Ti laser cladding layer. Ang katig-a sa nawong sa CNTs cladding layer mao ang 35% nga mas taas kaysa sa substrate surface, ug ang friction coefficient mikunhod ngadto sa 0.4 sa pinakaubos. Gipasiugda sa mga CNT ang pagdalisay sa lugas sa panahon sa pagpalig-on sa tinunaw nga pool, sa ingon nagpauswag sa katig-a sa coating. Siya et al. [35] nag-andam ug 5% CNTs+TiC cladding layer sa ibabaw sa TC4. Ang microhardness bili sa ibabaw sa cladding layer nakaabot sa usa ka maximum nga 2800HV0.5. Ang mas duol sa ubos sa cladding layer, ang gamay nga TiC dendrites didto, ug ang katig-a anam-anam nga mikunhod ngadto sa 500HV0.5. Ang friction coefficient sa cladding layer mao ang 0.467, nga 27% nga mas ubos kaysa friction coefficient sa TC4 substrate (0.637). Ang morpolohiya sa pagsul-ob sa substrate ug ang cladding layer gipakita sa Mga Figure 6 ug 7. Ang mekanismo sa pagsul-ob sa substrate sa TC4 nag-una sa plastic deformation ug pagdaro, ug ang mekanismo sa pagsul-ob sa cladding layer kay kasagaran abrasive wear.

Sa katingbanan, ang pagdugang sa CNTs nagpasiugda sa henerasyon sa carbide reinforcement phase sa coating, nagdalisay sa istruktura sa lugas, epektibo nga nagpauswag sa katig-a ug nagsul-ob nga pagsukol sa coating, gipakunhod ang friction coefficient sa coating ug gipauswag ang porma sa pagsul-ob sa coating.

3.2 Epekto sa mga CNT sa kalig-on sa coating, plasticity ug katig-a

Ang mga CNT adunay hilabihan ka taas nga mekanikal nga kusog, ug ang ilang pagkamaunat-unat nga modulus ug tensile strength mahimong moabot sa 1 TPa ug 200 GPa matag usa [36]. Ang pagdugang sa mga CNT sa cladding layer makapauswag sa kalig-on, plasticity ug katig-a sa coating sa usa ka sukod. Chen ug uban pa. [37] nag-andam sa IN718/NiPCNTs composite coating. Ang tipikal nga morphology sa liquefaction cracks gihimo sa IN718 / 10NiPCNTs coating, ingon sa gipakita sa Figure 8. Bisan tuod ang mga liki anaa pa, ang ilang gitas-on gipamub-an pag-ayo. Ingon sa gipakita sa Figure 9, ang pagdugtong sa mga gidugang nga CNT nga adunay mga partikulo sa Laves ug ang lugar nga nagbugkos sa dendrite nagpauswag sa pagbalhin sa stress sa interdendritic nga rehiyon, nga epektibo nga makapakunhod sa pagkasensitibo sa crack sa coating. Kung itandi sa IN718 coating, human sa pagdugang sa 5% ug 10% CNTs, ang ani stress sa coating misaka sa 3.6% ug 26.3%, matag usa, ug ang ultimate tensile strength misaka sa 2.5% ug 16.7%, sa tinagsa, apan ang elongation mikunhod gikan sa 22.7% ngadto sa 18.1% ug 14.7%, matag usa. Ang pagdugang sa CNTs misangpot sa pagporma sa eutectic Laves nga hugna, nga nagpauswag sa mekanikal nga kalig-on sa materyal apan nagpamenos usab sa ductility sa materyal. Yu ug uban pa. [38] giandam ang mga CNT nga gipalig-on ang mga komposisyon sa Al-Si10Mg pinaagi sa pinili nga pagtunaw sa laser. Ang kasagaran nga kalig-on sa ani ug pagpalapad sa wala'y gipalig-on nga materyal mao ang 329 MPa ug 9%, matag usa, samtang kadtong sa reinforced nga materyal mao ang 380 MPa ug 7%, matag usa. Liu ug uban pa. [39] nag-andam sa CNTs/AlSi10Mg composites pinaagi sa selective laser melting. Kung itandi sa AlSi10Mg coatings, ang kasagaran nga tensile strength, yield strength ug elongation sa CNTs-reinforced coatings gipaayo. Wang Tiancong et al. [24] nag-andam og nickel-plated nga mga CNT (mga sulod nga 0%, 0.25%, 0.5%, ug 1%) nga gipatig-a nga iron-based amorphous coatings. Uban sa pagdugang sa CNTs sulod, ang crack gitas-on nga nakuha pinaagi sa indentation pamaagi nagpadayon sa pagkunhod, ug ang bali katig-a sa sapaw nagpadayon sa pagdugang, pagkab-ot sa usa ka maximum nga 7.67 MPa·m1/2. Ang mga CNT nga uniporme nga nagkatag sa taklap nga hingpit nga gigamit ang ilang maayong epekto sa pagpalig-on sa lugas ug mekanismo sa pagbalhin sa karga. Ang epekto sa pagdugtong sa mga CNT epektibo nga nagpugong sa paghimo sa mga liki, ug ang kalig-on, kaplastikan ug katig-a sa coating gipauswag sa usa ka sukod.

3.3 Epekto sa CNTs sa corrosion nga pagsukol sa composite coatings

Ang pagdugang sa mga CNT makapauswag usab sa resistensya sa corrosion sa cladding layer sa usa ka piho nga gidak-on. Ang mga CNT nga gipreserba atol sa proseso sa pag-cladding parehas nga nagkatag sa cladding layer, nga nagporma sa usa ka uniporme nga giapod-apod nga interconnected network, nga mahimong tulay sa mga pores ug mga liki sa coating, sa ingon nagpauswag sa resistensya sa corrosion.

Yuan ug uban pa. [40] migamit ug high-speed laser cladding nga teknolohiya sa pag-andam sa nickel-coated CNTs-reinforced iron-based amorphous composite coatings sa ibabaw sa 45 steel. Ang dugang nga kantidad sa mga CNT mao ang 0%, 0.25%, 0.5%, ug 1% (mass fraction), matag usa. Uban sa pagdugang sa CNTs pagdugang, ang kaugalingon nga kaagnasan potensyal sa taklap anam-anam nga misaka, ang corrosion kasamtangan nga densidad anam-anam nga mikunhod, ug ang corrosion pagsukol sa sapaw gipaayo. Ang mekanismo sa corrosion sa coating gipakita sa Figure 10. Ang usa ka bahin sa CNTs nagpundok sa mga pores, nagsumpay sa mga depekto sa pore sa coating, nagpamenos sa posibilidad sa pagporma sa galvanic cells sa palibot sa mga pores, ug nagpahinay sa corrosion rate; laing bahin sa mga CNT ang anaa sa mga liki aron taytayan ang mga liki, ang pagpalapad sa liki gipugngan, ug ang agianan sa kaagnasan maminusan; ang giputli nga mga CNT magtangtang sa static nga mga partikulo sa catalyst, makapugong sa pagmugna sa mga sentro sa kaagnasan, ug sa ingon makapauswag sa resistensya sa kaagnasan sa coating.

Zhou Xiaowei ug uban pa. [41] giandam nga mga CNT nga gipaayo ang Ni60 laser cladding layer sa nawong sa A3 nga asero. Ang relasyon tali sa corrosion rate ug oras sa cladding layer nga adunay lain-laing CNTs contents gipakita sa Table 1. Kung ang CNTs content mao ang 0.3%, ang coating adunay labing maayo nga corrosion resistance. Kung itandi sa lunsay nga Ni60 cladding layer, ang corrosion resistance labaw pa sa doble, ug gamay ra nga gidaghanon sa mga mabaw nga pitting pits ang makita sa corroded surface; samtang ang dayag nga pitting pits makita sa Ni60 coating ug ang corrosion dili patas. Sa usa ka bahin, ang gipabilin nga mga CNT naghimo sa coating nga mas dasok, ihimulag ang corrosive medium, ug gipadali ang passivation sa nickel-based alloy; sa laing bahin, ang reinforcement phase nga naporma sa panahon sa proseso sa cladding parehas nga nagkatibulaag sa cladding layer, sa ingon mapugngan ang pagtubo sa corrosion pit ug pagpalambo sa corrosion resistance sa coating.

Wu ug uban pa. [42] nagsul-ob nga TiC-Cr7C3-CNTS nga metal nga ceramic coating sa ibabaw sa 304 nga stainless steel. Ang cladding layer adunay mas taas nga resistensya sa corrosion kaysa sa substrate. Sa termino sa corrosion morphology, daghang corrosion pit ang maporma sa ibabaw sa substrate, apan walay pitting nga makita sa coating. Ang TiC, Cr7C3 ug CNTs nga mga reinforcement sa coating parehas nga giapod-apod sa cladding layer, nga epektibo nga gipugngan ang pagtungha sa pitting. Gipakita sa mga pagtuon sa ibabaw nga ang uniporme nga pagkatibulaag sa mga CNT ug lainlaing mga hugna sa pagpalig-on sa coating epektibo nga nagbulag sa corrosive medium, nagpamenos sa agianan sa kaagnasan, nagpugong sa pagtubo sa mga gahong sa kaagnasan, ug epektibo nga gipauswag ang resistensya sa kaagnasan sa coating.

4 Konklusyon ug Panglantaw

Uban sa pagpalambo ug paggamit sa laser cladding teknolohiya, ang research sa paggamit sa CNTs ingon nga usa ka reinforcing nga bahin sa pagpalambo sa performance sa laser cladding coatings nakahimo sa pipila ka pag-uswag, apan ang taklap performance mao gihapon ang usa ka piho nga gilay-on gikan sa gilauman nga mga resulta, ug adunay daghan pa ug luna para sa kalamboan. Kini nga papel nagsumaryo ug nag-analisar sa panukiduki sa laser cladding CNTs reinforced composite coatings gikan sa mga aspeto sa pagpalig-on sa mekanismo sa CNTs sa coating, ang dugang nga kantidad ug dispersion nga pamaagi sa CNTs, ug ang impluwensya sa CNTs sa mekanikal nga mga kabtangan, tribological nga mga kabtangan ug corrosion. pagbatok sa composite coating.

(1) Ang mekanismo sa pagpalig-on sa mga CNT sa laser cladding coatings mahimong bahinon sa upat ka aspeto: ikaduhang hugna nga pagpalig-on, pagpalig-on sa maayong lugas, pagpalig-on sa dislokasyon ug mekanismo sa pagbalhin sa load. Ang pagpalig-on sa CNTs sa coating performance mao ang resulta sa hiniusa nga epekto sa upat ka mga mekanismo sa ibabaw.
(2) Ang gidaghanon ug dispersibility sa mga CNT adunay importante nga papel sa pagkunhod sa mga depekto sa cladding layer ug pagpalambo sa kalidad sa cladding layer. Ang sobra nga mga CNT dali nga mag-agglomeration ug lisud isabwag, nga moresulta sa mga depekto sama sa mga pores ug mga liki sa laser cladding layer.
(3) Ang pagdugang sa usa ka angay nga kantidad sa CNTs epektibo nga makapauswag sa katig-a, pagsul-ob sa pagsukol, kalig-on, pagkaplastikan ug katig-a sa laser cladding coating, ug pagpalambo sa corrosion resistance sa coating.

Ang mga CNT sayon ​​​​kaayo nga mag-aglomerate, nga naghimo niini nga hilabihan ka lisud sa pagsabwag kanila nga parehas sa coating. Busa, ang ilang dugang nga kantidad kanunay nga ubos kaayo, ug ang pagkatibulaag sa mga CNT nahimong dakong problema nga nagpugong sa pag-uswag niini. Dugang pa, ang reaksyon sa interface tali sa mga CNT ug substrate usa usab ka problema. Ang intensity sa reaksyon sa interface adunay dako nga impluwensya sa epekto sa pag-bridging ug mekanismo sa pagbalhin sa load sa interface. Tungod niini, ang dugang nga panukiduki mahimong makonsiderar sa mosunod nga mga aspeto sa umaabot:
(1) Pangitag bag-ong CNTs pretreatment nga mga pamaagi aron makunhuran ang agglomeration tendency sa CNTs ug mapalambo ang dispersion nga abilidad sa CNTs sa composite coatings.
(2) Paghimo og usa ka unibersal nga quantitative scheme alang sa pagtimbang-timbang sa dispersibility sa CNTs aron itandi ang abilidad sa lain-laing mga proseso sa pagsabwag sa mga CNT sa microstructures.
(3) Pagdumala sa panukiduki sa interface tali sa mga CNT ug sa matrix. Tun-i ang komposisyon nga bahin sa interface tali sa mga CNT ug sa matrix, ang kusog sa pagbugkos tali sa mga CNT ug ang bahin sa pagpalig-on, ug ang mekanismo sa pagpauswag niini.