第十五届全国表面工程大会

冷喷涂技术因材料沉积率高且无有害排放等优势，在陶瓷金属化领域备受关注。然而，实现陶瓷基底上厚度均匀、连续致密的铜涂层沉积仍具挑战性。本研究以Al₂O₃陶瓷为基底，提出以冷喷涂Ti及机械混合的Cu-Ti作为过渡层，研究了过渡层类型对Cu涂层沉积行为、抗热震性及喷涂参数窗口的影响。研究发现，相较于直接喷涂Cu和传统Al过渡层，Ti更易于在Al₂O₃基底上沉积。Ti过渡层的多孔微观结构使其具有较低刚度，在Cu颗粒沉积过程中可发生塑性变形，有效避免了直接喷涂Cu涂层中出现的道次间冲蚀剥落难题，实现了均匀Cu涂层在Al2O3基板的高稳定性。尽管传统的Al过渡层和本研究中的Ti、Cu-Ti过渡层均能获得厚度均匀的连续Cu涂层，但Ti和Cu-Ti过渡层凭借其在Cu涂层与Al₂O₃基体间的优异附着力及适中热膨胀系数，使热冲击寿命分别达到Al/Cu双涂层的1.5倍和2倍。此外，Cu-Ti复合过渡层的应用显著拓宽了Cu涂层的沉积窗口，实现了更高沉积效率及更低孔隙率（0.4%）的Cu涂层。
 

冷喷涂陶瓷表面金属化；Cu涂层，过渡层；抗热震性；沉积窗口