喷涂及激光熔覆制备难熔金属涂层的研究现状

钼、钽、钨、铌及其合金等难熔金属具有高熔点、良好的高温性能等特点，在防护领域发挥重大作用，但其成本高，且由于熔点高、导热低、脆性大导致其加工比较困难。通过特定工艺在基体表面制备难熔金属涂层，可以在不改变基体性能的基础上使其具有难熔金属优良的力学性能、高温性能，且能够有效降低制造成本，对于装备表面防护具有重大的研究价值。鉴于难熔金属涂层在制造业中发挥着越来越重要的作用，首先介绍了钼、钽、钨、铌等难熔金属涂层的等离子喷涂、爆炸喷涂、激光熔覆及冷喷涂制备技术，总结了各工艺特点。在此基础上，分析对比了不同工艺制备难熔金属涂层的微观组织及性能，归纳了从涂层材料成分及结构、工艺参数及后处理3个方面做出的改进进展。最后对难熔金属涂层制备技术发展尚存的问题与发展方向进行了展望。     

化学气相沉积制备钼钨合金

以MoF6、WF6以及H2为原料,用化学气相共沉积的方法,成功地在铜基片表面沉积出钼钨合金.实验分析表明:沉积层结构为单相均匀固溶体.在钼含量高时沉积层显微组织呈细晶层状结构,在钼含量较低时沉积层显微组织呈柱状晶生长.改变反应气体中WF6、MoF6相对含量可实现膜层成分可控.采用化学气相沉积法沉积钼钨等难熔金属合金,沉积纯度高,设备简单,沉积速率快,在高温抗烧蚀涂层及耐腐蚀涂层方面具有广泛的应用前景.     

难熔金属单晶的电子束悬浮区熔定向凝固

难熔金属及合金以其优异的性能在航空航天、电子信息、能源、化工、冶金和核工业等国防及民用领域有着不可替代的作用,其发展日益受到高度重视.本文综述了难熔金属及合金的应用和发展,以钼、钨及其合金单晶的发展历程为例,概述了难熔金属单晶的电子束悬浮区熔定向凝固制备技术的发展,简要介绍了难熔金属钼的电子束悬浮区熔定向凝固生长工艺与组织的研究.     

难熔金属及其合金的新进展

综述了难熔金属钽、铼、钨、钼、铌及其合金的性能、组织结构、加工工艺及应用。     

航空航天用难熔金属合金

航空航天许多高温用途的选材对象是以铌、钼、钽、钨为基的难熔合金。这是因为这些用途需要很高的使用温度,所要求的强度等级超过了像不锈钢与超合金这样的常规高温合金的能力。难熔金属的高熔点为在830～1830℃范围内保持有效强度提供了主要基础。难熔金属这种高温强度性能被不佳     

难熔金属复合材料的发展及应用

评述了以钨、钼丝增强金属基和陶瓷基复合材料以及难熔金属复合材料的研究、发展和应用情况     

难熔金属表面高温防护涂层抗热震性能研究现状

难熔金属及其合金具有高温强度优异、加工塑性好、耐腐蚀性好等优点,在航空、航天和核工业领域中得到了广泛应用,是一种重要的高温结构材料。但难熔金属及其合金因其自身易氧化的缺点,导致材料在未达到服役温度时就发生严重氧化,从而快速失效。目前,高性能高温防护涂层是保障难熔合金服役性能的关键,然而难熔金属及其合金表面高温防护涂层的实际服役工况非常苛刻,往往伴随着强热震,是导致涂层失效的重要原因。因此,难熔金属表面高温防护涂层在具备优异恒温抗氧化性能的前提下,还需具备良好的抗热震性能。综述了难熔金属表面高温防护涂层的热震失效机制,讨论了影响涂层抗热震性能的关键参数;阐述了难熔金属表面硅化物、金属和复合涂层3类主要涂层体系抗热震性能的研究现状,重点回顾了优化涂层结构、添加陶瓷颗粒以及设计复合涂层等提高涂层抗热震性能的方法及其改善效果;最后,从降低涂层与基体间的热膨胀系数失配度、改善基体/涂层界面结合性能以及设计复合梯度涂层3个方面展望了未来难熔金属高温防护涂层的发展方向。     

含难熔金属涂层的研究进展

材料表面性能直接影响着材料能否在特定环境中长期服役。表面涂层技术作为一种常用的表面改性方法,通过在基体表面涂覆一层或多层金属或非金属,提高基体耐磨、耐热、耐腐蚀、高温稳定等性能。难熔金属及其合金、金属间化合物、碳化物、氮化物等,因具有高温强度高、抗液态金属腐蚀性能好、可塑性加工等特点,已成为航空航天、国防军工等领域最具潜力的涂层材料。含难熔金属涂层的制备方法有热喷涂、激光熔覆、气相沉积等,且相关技术仍在不断优化和创新,以适应日益严苛的服役条件,如人们在传统热喷涂上进行改进,开发了超音速火焰喷涂和超音速等离子喷涂技术,结合激光熔覆和冷喷涂开发出激光辅助冷喷涂技术,还提出了利用接触固体渗碳方法获得难熔金属碳化物涂层。在研究较多的难熔金属涂层、合金涂层和碳化物涂层的基础上,学者通过成分及工艺优化不断改善涂层耐磨、耐高温等性能,还获得了具有独特性能的Ni-W、Ni-Mo、Ta纳米复合薄膜和Mo2C复合涂层及高硬度WN涂层;由于单一涂层的应用存在局限,开发具有不同功能的复合涂层已经成为研究热点,如具有润滑性能的难熔金属硫化物复合涂层、Mo2Si系复合涂层等;由于晶粒细化带来的优势,多种纳米级复合薄膜制备技术也有待开发推广。此外,在难熔金属涂层回收方面,关于WC涂层的回收提取技术研究较深入,而我国难熔金属回收再利用比例较低,从涂层中高效清洁回收难熔金属的关键技术有待研发。本文介绍了不同种类的含难熔金属涂层,包括金属基合金涂层、陶瓷涂层(主要包括碳化物涂层、氮化物涂层、硅化物涂层、硫化物涂层)、难熔高熵合金涂层等,综述了不同涂层的应用领域、制备方法及涂层中难熔金属的回收策略,指出了目前研究中面临的问题,展望了未来含难熔金属涂层的研究方向。     

难熔金属和合金的粉末冶金处理

难熔金属通常指的是熔点高于2273K的金属，按熔点大小排列有W、Re、Ta、Os、Mo、Ru、Ir、Nb、Hf和Tc。然而，只有钼、钨、钽和铌等四种难熔金属主要用于工业应用，其它的难熔金属非常稀有而且应用有限。     

1000 kW真空垂熔烧结炉的研制

真空垂熔烧结炉是粉末冶金法制取是金属钽、铌、钨、钼等难熔金属的主要设备，本文介绍了1000kW真空垂熔烧结炉的设计和特点。     

用于核电元件制造的深井式真空钎焊设备设计

钨、钼、铼等难熔金属材料部件，常用于维持空间轨道卫星、空间站等运行的动力源中，如核电类电源、电推进等。此类核电元件大多工作在超高真空环境下，同时伴随有高温辐射、射线和粒子辐照等极为苛刻的环境条件。基于大多数部件结构特点，以及需要保护材料和部件外表面形状、尺寸精度、涂层组分及结构稳定性等要求，与其相关的真空工艺设备需设计为井式结构，工件为悬挂式安装。本文详细介绍了一种难熔金属真空钎焊设备，用于核电元件的新工艺制造，在可靠性、安全性和可操作性等方面进行了优化创新。设备为特殊“深井”式结构，上部出料，最高加热温度为2100℃。经测试，其热态(1600℃)真空度达到3×10^-4Pa，温度均匀性达到±4℃，使用情况良好。     

钼及钼合金表面高温抗氧化涂层研究现状

钼合金作为新一代重要战略意义的稀有金属,现已广泛应用于冶金、石油、机械、化工、航空航天、核工业等诸多领域,但钼合金在高温环境下易氧化影响了其在航空航天领域的应用。综述了应用于钼及钼合金基体上的金属间化合物、贵金属、耐热合金高温抗氧化涂层体系的不同特点,总结了涂层的不同制备方法并进行了分析对比,展望了国内外钼及钼合金高温抗氧化涂层研究发展趋势,对目前涂层存在的问题及研究现状进行了深入的分析与概述。     

钨涂层的几种沉积制备技术研究进展

难熔金属钨具有高强度、低蒸汽压、无化学腐蚀性等优点,被选为核聚变堆面向等离子体材料。通过各种工艺手段将钨涂覆在基体材料表面,是制作面向等离子体部件的新技术。综述了国内外几种钨涂层的制备工艺,主要包括:气相沉积法、等离子喷涂法以及熔盐电镀,介绍了其各自的优缺点,指出离子液体电沉积技术在室温下就可以完成金属薄膜的制备,值得进一步探索其工程化应用。     

电沉积钨及钨合金涂层的研究进展

金属钨及含钨涂层具有优良的性能,如高熔点、高硬度、良好的化学稳定性和较低的热膨胀系数,在多个领域被广泛应用,金属钨及含钨涂层有很多制备方法,其中电沉积法具有重要的地位。综述了熔盐电沉积钨涂层及溶液电沉积钨合金涂层的研究进展,并展望了熔盐电沉积钨涂层及溶液电沉积钨合金涂层的发展趋势。     

钼合金强韧化方式及机理研究进展

钼合金作为新一代重要战略意义的稀有金属合金,在电子电力设备制造业、航天航空、国防工业等诸多领域中已得到广泛应用。目前,提高钼合金的性能的主要方式是合金化。介绍了钼合金的致脆原因以及公认的3种强韧化机理:固溶强化、弥散强化、细晶强化。综述了国内外提高钼合金性能的合金化机理的研究现状,展望了高强度高韧性钼合金的开发前景。     

铸造用偏钨酸铵制备工艺研究

一、概 述 钛合金熔模铸造工艺近年来发展甚为迅速,我们在研制了铸造钛合金用石墨型壳、热解碳沉积型壳以及碳化钛-硝酸铝型壳之后,现在开始着手探索并研制难熔金属面层复合陶瓷型壳和氧化物陶瓷型壳。根据我国矿产资源的情况,我们认为以难熔金属钨粉末作为面层涂料是适宜的。为了进一步提高这种钨面层型壳的化学稳定性,通常需要添加一种阻化剂。     

集成电路用的硅化物

可直接在硅、多晶硅或二氧化硅上生成的硅化物具有低的电阻率,在降低栅极电阻、互连线电阻及“窗口”接触电阻方面很吸引人。本文就硅集成电路中使用的各种硅化物,特别是有关难熔金属钼、钨、钽、钛等的二硅化合物作一综述。     

钼及钼合金高温抗氧化保护涂层

钨、钼、钽、铌等难熔金属具有熔点高,高温强度大,合金化后强度有更显著的提高,是很有希望在1200℃以上广泛应用的高温金属材料。但由于它们的高温抗氧化性能都很差,而使其应用受到限制。世界各国都在大力研究和发展相应的高温抗氧化涂层。《新型无机材料》72年第二期43页上报导了中国科学院硅酸盐化学与工学研究所关     

航空发动机用耐高温材料的研究进展

耐高温材料研究对航空航天技术的发展有重要影响,总结了航空发动机用耐高温材料的研究进展,详细论述了高温合金、钛合金、金属间化合物、难熔金属材料、金属陶瓷材料和复合材料等耐高温材料的研究和应用现状,分析了目前存在的问题。简单介绍了金属高温氧化理论及高温合金防护涂层的研究进展。阐述了今后航空发动机用耐高温材料的研究重点。     

难熔高熵合金研究进展

高熵合金是近年来的新兴领域,与传统合金不同,其一般是由五种或者五种以上主要元素组成,每种主元的含量在5%~35%(原子分数)之间,多种元素混乱排列却拥有简单的相结构,高熵合金的优点显著,发展空间巨大。以难熔金属元素为基础的难熔高熵合金近年来大受关注,含有3种及以上的难熔金属组成的高熵合金称为难熔高熵合金,由于难熔金属的熔点均较高,因此难熔高熵合金表现出了较好的高温力学性能和高温抗氧化性能以及耐腐蚀性能,受到大众欢迎,有望取代传统的高温合金。详细的阐述了难熔高熵合金的制备方法、相结构、力学性能、抗氧化性能与耐腐蚀性能,最后对难熔高熵合金的发展进行了展望。