K444合金表面CVD渗铝涂层在750℃空气中耐NaCl腐蚀行为

采用化学气相沉积(CVD)法在镍基高温合金K444表面制备了渗铝涂层。850、950和1050℃制备的涂层均为双层结构,外层是NiAl相,内层为互扩散区。涂层随沉积温度升高而增厚,3个沉积温度制备的CVD渗铝涂层厚度分别约为6.2、12.5和30.3μm。研究了K444合金及3个温度制备的CVD渗铝涂层在750℃NaCl+Air条件下的腐蚀行为。结果表明,K444合金表面发生氧化和氯化反应,腐蚀严重。而CVD渗铝涂层表面生成了保护性Al₂O₃,抗NaCl腐蚀能力增强,1050℃沉积温度下制备的CVD渗铝涂层抗腐蚀能力最强。     

在钢质零件上建立涂层的中温化学气相沉积法

中温化学气相沉积(以下简称MT—CVD)处理是由瑞士Berna公司的Bernex分公司改进的一种很有发展前途的新型化学气相沉积方法,这种方法是将耐磨的钛的碳、氮化合物Ti(C·N)涂覆在工件和工具表面上。本文就不同温度下涂层的沉积速率和涂层组织、结构、形态、成分、残余应力,耐磨性、耐腐蚀性的差别,对MT—CVD法和常规的高温化学气相沉积(以下简称HT—CVD)法所获得的涂层的各种性能进行了对比。     

K452合金表面CVD渗铝涂层制备温度对其750℃硫酸盐热腐蚀行为的影响

采用化学气相沉积(CVD)技术在K452合金表面沉积渗铝涂层,沉积温度分别为850、950和1050℃。研究了沉积温度对CVD渗铝涂层在750℃空气中表面沉积Na₂SO₄及Na₂SO₄+NaCl环境下热腐蚀行为的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对腐蚀前和后的试样进行截面形貌观察和物相结构分析。结果表明,在750℃下表面沉积Na₂SO₄及Na₂SO₄+NaCl热腐蚀50 h后,3种涂层试样均表现出了较K452合金更好的抗热腐蚀性能,且涂层的抗热腐蚀性能随着涂层沉积温度的增加而增强。     

钢件的中温CVD涂覆

由瑞士Berna股份有限公司Bernex部门研制的中温化学气相沉积新工艺(MT—CVD)是对钢件和工具涂覆碳氮化钛Ti(N、C)增加耐磨性的一种有前途的新方法。本文就不同温度下的沉积速率,不同的涂层结构、组织、形态、成分、残余应力、耐磨性及耐蚀性等方面对新工艺和普通的高温CVD(HT—CVD)进行了比较。应该提到这种硬的耐磨涂层——包括硼     

Ir/HfO2复合涂层的制备及性能研究

利用化学气相沉积(CVD)技术制备了HfO2涂层和Ir/HfO2复合涂层,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)对涂层的性能进行分析。结果表明:在沉积Ir时,沉积室升温速率≤10 ℃/min时,制备出的Ir/HfO2复合涂层经真空高温热处理后可获得表面质量良好的Ir层,且Ir层纯度达到99.77%;真空热处理有益于提高Ir/HfO2复合涂层之间的结合程度,且热处理温度越高,结合效果越好;表面制备有HfO2涂层的Ir棒在1980 ℃氧化10 h的条件下,HfO2涂层对Ir的保护效果显著,可将Ir的氧化深度由毫米级降至数十微米。     

固态输送ZrCl4低压化学气相沉积制备ZrC涂层的特征

采用ZrCl4-CH4-H2-Ar反应体系、固态输送ZrCl4粉末低压化学气相沉积(CVD)制备ZrC涂层。研究温度对低压化学气相沉积ZrC涂层物相组成、晶体择优生长、涂层表面形貌、断面结构、涂层生长速度和沉积均匀性等方面的影响。结果表明:不同温度下沉积的涂层主要由ZrC和C相组成;随着温度的升高,ZrC晶粒(200)晶面择优生长增强,颗粒直径增大,表面致密性增加,沉积速率上升;涂层断面结构以柱状晶为主;随着离进料口距离的增加,涂层的沉积速率逐渐减小;1 500℃时,沉积系统的均匀性比1 450℃时的差。     

用Si_2Cl_6作渗剂的低温气体渗硅法

使用六氯化二硅作为CVD(化学气相沉积)原料,可以低温气相合成SiC或Si_3N_4涂层。此外,在金属成合金气体渗硅时,使用Si_2Cl_6可比用Si_2Cl_4处理温度低50～300℃,可实现处理温度的低温化。六氯化二硅(Si_2Cl_6)是一种沸点为144℃的无色透明液体,业已报道,如果将这种Si_2Cl_6作为CVD原料,与以往使用Si_2Cl_4作原料的方法来比,可在更低的温度下合成SiC或Si_3N涂层。作者最近还发现,在金属或合金表面进行渗硅处理时,作渗剂比用     

CVD温度对钽沉积层性能的影响

介绍了化学气相沉积(CVD)制备难熔金属钽涂层的原理及方法。采用冷壁式化学气相沉积法,在钼基体上沉积出难熔金属钽层。分析研究了CVD温度对沉积层的沉积速率、组织、结构和硬度等的影响。结果表明:在1000～1200℃温度范围,沉积速率随温度升高而增大;当温度超过1200℃时,沉积速率随温度的升高反而略有减小;沉积层组织呈柱状晶并随温度的升高逐渐增大;沉积层的硬度及密度随温度的升高而逐渐降低。化学气相沉积钽的最佳温度在1100℃左右。     

微通道内TiN、TiO_2涂层的制备及抑焦效果研究

为了缓解换热通道壁面金属催化结焦,在温度为800℃,时间为2 h条件下,实现了内径为2 mm,长度700 mm的304不锈钢管道内表面Ti N涂层的化学气相沉积(CVD);进一步,在700℃的氧化气氛中,将Ti N涂层氧化得到Ti O2涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射X射线谱(EDS)和X射线衍射(XRD)仪等分别检测了涂层的形貌、元素组成和晶型结构。检测结果表明,CVD法制备的Ti N、Ti O2涂层表面均匀完整,粒子结合紧密,其组成基本符合化学计量比;其中Ti N为立方晶相结构,Ti O2为金红石相结构。以某种碳氢燃料A为原料采用自制的超临界裂解装置对Ti N、Ti O2涂层的抑制结焦效果进行了初步评价。结果表明,与304空白管相比,Ti N涂层管和Ti O2涂层管高温稳定运行时间明显延长,其中Ti N涂层管抑焦效果更加显著。     

CVD法制备的Ir／Re涂层复合材料界面扩散研究

采用化学气相沉积(CVD)技术制备了Ir／Re涂层复合材料，并在高温高真空条件下对复合材料进行扩散热处理。应用电子扫描波谱法探针研究了Ir／Re复合材料界面Re元素在Ir涂层中的扩散规律。应用半无限大扩散模型进行处理，得到了1400℃-2000℃温度范围的实验扩散系数，扩散系数与温度之间符合Arrhenius方程。根据实验结果推算，Ir／Re复合材料在2200℃时的工作寿命为47．6h。     

化学气相沉积硬质合金TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN多层涂层的抗氧化性能

对化学气相沉积(CVD)法制备的硬质合金TiN/TiCN/Al2O3/TiN多层涂层试样在600~950℃温度范围内进行了氧化质量增加试验,采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析试样氧化前后相组成及微观组织。结果表明:复合涂层最外层为α-Al2O3时,涂层具有最佳的抗氧化能力;增加TiN/TiCN/κ-Al2O3/TiN复合涂层中TiCN和κ-Al2O3的厚度能大大提高涂层高温抗氧化性。TiN和TiCN涂层经600℃以上氧化后,产物均为金红石结构的TiO2,氧化后TiN/TiCN间的界面消失;经900℃以上氧化时,κ-Al2O3转变为α-Al2O3。     

CVD法制备铝化物涂层组织结构的温度依赖效应

铝化物涂层制备技术由于非视线性沉积优势广泛应用于燃气轮机关键热端部件上,可在部件外表面以及内腔表面制备抗氧化耐腐蚀铝化物涂层。涂层的组织结构是影响其服役性能的关键,然而如何调控铝化物涂层的组织结构从而获得理想性能的涂层是目前研究的难点问题。针对这一问题,研究了关键制备参数温度对铝化物涂层组织结构的影响作用。首先,采用化学气相沉积方法(CVD)在Mar-M247镍基高温合金表面制备了不同沉积温度下的铝化物涂层。然后,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及能谱分析仪(EDS)分析了铝化物涂层的显微组织结构、物相组成以及合金元素在涂层中的分布情况。结果表明,不同沉积温度下所得到的铝化物涂层均为双层结构,外层是富含Al元素的β-NiAl层,内层为富含拓扑密排相(TCP)的互扩散层;随着沉积温度的升高,β-NiAl层与互扩散层的厚度逐渐增加,两者与温度之间具有正相关关系。本研究揭示的温度参数对铝化物涂层组织结构的作用规律可为高性能CVD法铝化物涂层的制备提供参考。     

成份及微观结构对涂层硬度及粘结强度的影响

测定了物理化学气相沉积(PCVD)Ti(C,N)-TiN 涂层和化学气相沉积(CVD)Ti(C,N)-TiN 涂层的显微硬度(Hv)和粘结强度(E_b)。采用 X 射线衍射实验、扫描电子显微术以及 X 射线光电子谱分析了 PCVD 与 CVD 涂层部分力学性能间差别的原因。指出涂层择优取向及物相组成是影响涂层硬度的重要因素;涂层-基体粘结强度与沉积工艺、界面上新相和孔隙的存在密切相关。     

硬质合金刀具ZrC涂层的沉积

采用原位卤化反应直接形成的ZrCl4气体作为Zr源,在硬质合金刀具上沉积CVD-ZrC涂层。用SEM,XRD分析检测了合金刀具基底不同表面上沉积生长ZrC涂层的厚度均匀性、沉积速率、形貌组织、织构取向;通过理论计算与工艺实际的涂层沉积转化率对比,定量表征了该沉积体系工艺参数下ZrC涂层的沉积转化率。结果显示,CVD涂层炉内不同位置合金刀片表面沉积的ZrC涂层均匀;由于工艺温度限制,涂层沉积速率较低;ZrCl4转化为ZrC涂层的工艺实际转化率约11%,在理论最大转化率14%范围内;相同温度下随着沉积压力升高,涂层的沉积转化率缓慢降低到10%并趋于稳定;直接在合金基底沉积形成的ZrC涂层为细小的颗粒状形貌,而在合金基底TiN涂层表面上沉积生长的ZrC具有典型的片状组织形貌;对应的涂层生长织构取向从(311)到(111)转变。     

化学气相沉积制备硬质合金刀具涂层研究进展

化学气相沉积技术(CVD)广泛应用于硬质耐磨涂层的生产中,该类涂层可大大提高硬质合金工具的耐磨性和寿命。综述了CVD涂层技术在硬质合金切削刀具中的应用研究进展,首先介绍了CVD涂层技术的原理及其发展历程;其次阐述了模拟计算方法(相图计算、流体力学计算、第一性原理计算、相场模拟、机器学习等)在CVD涂层中的应用;再次介绍了CVD涂层的沉积实验及结构和性能表征方法;最后列举了几种典型的硬质合金刀具用CVD涂层,以期为高性能涂层的智能设计、智能集成和智能研发提供新的思路:即把多尺度计算模拟、科学数据库和关键实验集成到硬质涂层开发的全过程中,通过对成分-工艺-结构-性能进行关联分析,将耐磨涂层的研发由传统经验或者半经验方式提升到科学的微结构智能设计上,以实现基体与涂层微结构调控和性能的协同优化,获得最佳的综合性能。     

热障涂层制备方法的研究

论述了热障涂层制备方法,如等离子喷涂(PS)、电子束物理气相沉积(EB-PVD)、化学气相沉积(CVD)和电泳沉积(EPD)的方法原理和优缺点。并介绍了影响电泳沉积制备涂层质量和厚度的主要影响因素:悬浮液、外加电压和沉积时间。对比这几种制备方法,发现电化学气相沉积(CVD)和电泳沉积具有更大的发展潜力,尤其是电泳沉积拥有设备便宜、工艺简单,还可对复杂工件表面进行沉积等的优点。     

Inconel 718及其渗铝涂层在Na2SO4+5%NaCl混合盐膜下的热腐蚀行为

采用化学气相沉积(CVD)工艺在镍基高温合金Inconel 718上制备了铝化物涂层,研究了Inconel 718合金及其渗铝涂层在750,850和950℃空气中Na₂SO₄+5%(质量分数)NaCl混合盐膜下的热腐蚀行为。结果表明：基体表现出较差的抗腐蚀性能,且温度越高腐蚀越严重;腐蚀初期表面腐蚀产物主要由Cr₂O₃和Fe₂O₃组成,而随着腐蚀时间增加,尖晶石为主要腐蚀产物。此外,基体合金在850和950℃时的腐蚀膜疏松多孔,观察到开裂和剥落,抗腐蚀能力差;而渗铝涂层表现良好,腐蚀期间表面会形成Al₂O₃膜,极大提高了基体合金的抗腐蚀性能。虽然当腐蚀温度升高或腐蚀时间增加时,涂层会发生明显退化,且会导致腐蚀膜出现裂纹、孔洞等缺陷,其与涂层结合不紧密,但仍能在很大程度上有效保护基体。     

CH3SiCl3-H2前驱体化学气相沉积法制备SiC涂层

目的 在石墨基座表面制备碳化硅(SiC)涂层,提高其抗氧化性和耐蚀性。方法 采用化学气相沉积(CVD)法在高纯石墨基体表面制备SiC涂层,结合热力学分析、SEM、XRD等分析测试方法,分析了SiC沉积过程中气相平衡组成在不同H₂/MTS物质的量比时随温度变化的关系,研究了工艺参数对涂层沉积速率和组织形貌的影响,探讨了SiC涂层择优取向的形成机制。结果 随着沉积温度升高,SiC沉积过程中主要含碳和含硅中间产物发生转变(CH₄→C₂H₂,SiHCl₃、SiCl₄→SiCl₂)。涂层沉积速率随温度升高而快速增大,受表面化学反应控制,此时β-SiC易沿着(111)晶面生长,从而形成<111>择优取向。随着沉积温度升高,涂层平均晶粒尺寸增大,同时晶粒尺寸的差异性增强,导致涂层表面粗糙度增大。当H₂/MTS物质的量比较大时,单位体积内的MTS浓度降低,进而导致涂层沉积速率下降;随着H₂/MT...     

热处理温度对BN界面涂层微观结构和相稳定性的影响

采用化学气相渗透工艺在SiC纤维表面制备BN界面涂层,在比沉积温度更高的温度下分别对涂层进行热处理。采用扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱等技术,对BN界面涂层的微观结构和化学成分进行分析,并对涂层进行相稳定性能研究。结果表明:在850 ℃沉积的BN界面涂层分别在1050、1150、1250 ℃下进行热处理,BN均发生有序化转变,非晶态的BN转变为六方相;并且随着热处理温度的增加,BN结晶度增加。未经高温热处理的非晶态BN涂层易氧化,部分BN和空气反应生成B₂O₃;并且,在室温至1200 ℃时相稳定性差;经过热处理的涂层中几乎全部为BN,在室温至1200 ℃时无相变。     

化学气相沉积制备铂族金属涂层及难熔金属

综述了化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,简称CVD)技术制备高温抗氧化涂层-铂族金属(Pt、Ir)涂层及难熔金属(W、Mo、Ta、Nb、Re)的方法.并对部分有报道的沉积参数以及沉积参数对沉积层结构及性质的影响进行了介绍.