Ni-Al-Pt粘结层的制备及微观组织演变分析

使用大气等离子喷涂技术制备NiAl粘结层,采用最优工艺在NiAl粘结层上电镀Pt层,并对其进行真空扩散,制备出性能优良的Ni-Al-Pt改性粘结层.本工作研究了喷丸、扩散时间和温度等工艺参数对Ni-Al-Pt粘结层微观形貌及化学成分的影响,分析了Ni-Al-Pt粘结层的物相结构和元素分布.此外,计算了Ni-Al-Pt与NiAl粘结层内各元素的平均扩散系数,对粘结层内各元素的扩散行为进行分析.结果表明,喷丸有利于高温下元素的扩散,升温会使扩散深度增大,Kirkendall孔洞减少,延长时间也有助于粘结层厚度增大.Ni-Al-Pt粘结层内主要发生Pt原子与Ni、Al原子的互扩散,形成了γ-(Ni,Pt)和(Ni,Pt)3 Al固溶体.Pt原子的固溶在阻碍Ni扩散的同时促进了Al的扩散,增强了粘结层的抗氧化性.     

高温下电弧喷涂层中铝铬元素向金属基体界面的扩散

铁基合金电弧喷涂铝或铬涂层可以用于高温氧化防护.铝或铬涂层在加热条件下会发生金属元素向铁合金基体内的扩散,Al和Cr元素的扩散可以显著提高钢铁基体的抗氧化能力和抗高温腐蚀能力.通过对电弧喷涂Al,QAl9-2,0Cr25Al5以及 Fe-Al复合丝涂层在高温加热过程中界面元素的扩散研究,探讨了Al和Cr元素的扩散规律及相互影响.结果表明:铝喷涂层试样高于700 ℃加热可以发生Al元素向工件基体方向的扩散,其扩散深度与原始喷涂层厚度密切相关;电弧喷涂的QAl9-2层和0Cr25Al5层都具有"自结合"性质,可以提高涂层与工件的结合强度;并且在加热过程中也有一定程度的Al元素向基体方向的扩散.     

粘结层中Co与Ni元素含量对热障涂层组织及寿命的影响

高温服役过程中热障涂层的MCrAlY粘结层形成致密的氧化铝层,从而提高了涂层和基体的抗氧化性能。利用等离子喷涂制备的热障涂层,其粘结层中的Co与Ni的含量和界面微观结构是影响氧化的重要因素。通过在Ni基高温合金基体上利用低压等离子喷涂(LPPS)分别制备粘结层为CoNiCrAlY和NiCoCrAlY的热障涂层进行高温循环氧化实验,比较研究了这两种热障涂层在1 050℃下的循环氧化寿命和失效特征。研究表明粘结层表面形貌对氧化物的生长具有重要影响,其中CoNiCrAlY粘结层更易在TGO层中形成尖晶石氧化物,最终无法形成连续的Al_2O_3层,导致涂层失效,而NiCoCrAlY粘结层表现出不同的失效方式。同时,粘结层和基体中Ni、Co等元素在氧化过程中存在强烈的互扩散,Co与Ni含量对两种涂层BC/基体界面处宏观空洞的生长产生了不同影响。     

镍基单晶高温合金扩散阻挡层的研究进展

综述了镍基单晶高温合金扩散阻挡层的国内外研究进展。简要介绍了高温防护涂层/镍基单晶高温合金基体元素的互扩散现象,说明了扩散阻挡层的作用机理,阐述了扩散阻挡层的设计原则和要求,通过对比分析了各类扩散阻挡层的优缺点。最后对镍基单晶高温合金用扩散阻挡层的研究做出了展望。     

抑制镍基/热障涂层粘结层元素互扩散的研究进展

航空发动机Ni基高温合金涡扇叶片在高温环境服役时,镍基合金基体将与热障涂层粘结层发生元素互扩散.系统论述了元素互扩散行为对镍基合金基体和热障涂层显微结构及性能的影响,分析了添加扩散障和改性粘结层的阻扩散机制,介绍了2种阻扩散方法的研究进展,总结了其优势及存在的问题,指出了元素阻扩散方法的研究发展方向.     

高温防护涂层扩散阻挡层的研究进展

综述了高温防护涂层体系扩散阻挡层的研究进展,说明了扩散阻挡层在高温防护涂层体系中的作用机理,比较了不同种类扩散阻挡层的差别,尤其是元素扩散阻挡能力、界面结合强度和制备成本的差别,从工业应用方面分析了各种扩散阻挡层的优缺点,提出了可通过改变涂层结构和改进加工工艺来提高陶瓷扩散阻挡层的界面结合强度.     

热障涂层金属元素扩散阻挡层研究进展

介绍了热障涂层金属元素扩散阻挡层的需求背景,综述了热障涂层金属扩散阻挡层的设计原则、要求及发展历程并且进行了展望研究,重点讨论了难熔金属和贵金属、双多金属和陶瓷层等扩散阻挡层的性质,并从制备技术、阻扩散效果和应用范围等方面进行了对比.最后指出多元扩散阻挡层在未来长寿命热障涂层中具有较大的发展潜力,提出了在高温合金上制备...     

NiCrAlYSi涂层与镍基高温合金基体互扩散行为研究

采用电弧离子镀方法在镍基高温合金DZ125上沉积NiCrAlYSi涂层,通过对不同氧化时间后Al和Cr原子浓度分布曲线的分析,运用Boltzmann-matano方法,计算了Al和Cr元素在1373K分别加热0.5,2h和5h的互扩散系数,并拟合了这三个时间段的计算结果.结果表明:相同温度下,Al和Cr的互扩散系数分别随Al和Cr的原子浓度增加而增大.随氧化时间的延长,Al的互扩散系数随原子浓度的变化先增大然后基本不变,Cr的互扩散系数则逐渐减小;伴随着元素间互扩散行为的增强,涂层中的Al和Cr向基体扩散,基体合金元素Ni,Co,Mo,Ti和W则向涂层扩散,但涂层中Mo和Ti的含量相对较少.由于元素间互扩散行为,涂层中各元素的含量将趋向于更加均匀.     

0Cr18Ni10Ti不锈钢热浸镀铝及高温扩散后的高温氧化行为

为提高0Cr18Ni10Ti不锈钢的抗高温氧化能力,采用熔剂法在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备热浸镀铝层,并经950℃、2 h高温扩散。采用SEM、EDS对热浸镀铝高温扩散试样及不锈钢试样900℃氧化不同时间的表面、截面进行了形貌观察及成分分析。结果表明:镀铝高温扩散试样的氧化动力学曲线较平缓且氧化增重较小;0Cr18Ni10Ti不锈钢经900℃、100 h氧化后表面主要由Fe2O3组成,氧沿晶界向内扩散产生内氧化;镀铝高温扩散试样900℃氧化期间,表面主要由Al2O3氧化膜组成,有效地阻止了合金元素与氧的互扩散,Ni元素在Fe Al层与Al固溶层富集阻碍了Fe Al合金层Al向基体扩散,使镀铝高温扩散试样Fe Al合金层经900℃、100 h氧化后Al元素贫化量较少。镀铝高温扩散试样900℃、100 h下的抗氧化性能优于0Cr18Ni10Ti不锈钢。     

镍基合金高温扩散阻挡层的研究进展

介绍了镍基合金高温扩散阻挡层的作用机理,重点综述了金属和陶瓷扩散阻挡层的国内外研究进展,比较了两类扩散阻挡层的差别,尤其是元素扩散阻挡能力和界面结合强度的差别,最后指出了镍基合金高温扩散阻挡层的发展方向。