等离子熔覆镍基涂层抗氧化性能的研究

采用预置式等离子熔覆方法在45钢表面制得Ni60以及Ni60+WC复合涂层,借助扫描电镜、能谱和X-射线衍射仪研究涂层的抗高温氧化性能。结果表明,在氧化膜形成的初期,氧化速率主要由氧的内扩散所控制,在氧化膜形成的后期则以Cr3+的扩散为主;涂层氧化膜的主要成分为SiO2和Cr2O3,其中Ni60+WC涂层表面的氧化膜中还有少量尖晶石结构相NiCr2O4。涂层的抗氧化性由涂层的成分和组织共同决定,WC颗粒的加入对涂层的抗氧化性有所提高。     

Ni/Al、NiCr粘结层的耐蚀性能研究

以Ni/Al、NiCr为粘结层材料 ,Cr2 O3 为陶瓷层 ,用等离子喷涂技术在 45 # 钢上制得了Ni/Al Cr2 O3 和NiCr Cr2 O3 双层涂层 ,通过电化学方法对带涂层的试样的腐蚀行为进行了研究 ,并采用扫描电镜对双层涂层的腐蚀形貌进行了分析。结果表明 ,在有盐性介质存在的情形下 ,NiCr比Ni/Al有更好的耐蚀性。     

Ni／Al、NiCr粘结层的耐蚀性能研究

以Ni/Al,NiCr为粘结层材料，Cr2O3为陶瓷层，用等离子喷涂技术在45#钢上制得了Ni/Al Cr2O3和NiCr Cr2O3双层涂层，通过电化学方法对带涂层的试样的腐蚀行为进行了研究，并采用扫描电镜对双层涂层的腐蚀形貌进行了分析。结果表明，在有盐性介质存在的情形下，NiCr比Ni/Al有更好的耐蚀性。     

Ni/Al、NiCr粘结层的耐蚀性能研究

以Ni/Al、NiCr为粘结层材料，Cr2O3为陶瓷层，用等离子喷涂技术在＃45钢上制得了Ni/Al Cr2O3和NiCr Cr2O3双层涂层。通过电化学方法对带涂层的试样在5％的NaCl溶液中的腐蚀行为进行了研究，并采用扫描电镜对双层涂层的腐蚀形貌进行了分析。结果表明，在有盐性介质存在的情形下，NiCr比Ni/Al有更好的耐蚀性。     

Ni/Al,NiCr粘结层的耐蚀性能研究

以Ni／A1，NiCr为粘结层材料，Cr2O3为陶瓷层，用等离子喷涂技术在45号钢上制得了Ni／A1十Cr2O3和NiCr十Cr2O3双层涂层，通过电化学方法对带涂层的试样在5％的NaCl溶液中的腐蚀行为进行了研究，并采用扫描电镜对双层涂层的腐蚀形貌进行了分析。结果表明，在有盐性介质存在的情形下，NiCr比Ni／Al有更好的耐蚀性。     

炮钢表面电弧离子镀NiCrAlY涂层950℃的高温氧化行为

用电弧离子镀方法在炮钢表面制备NiCrAlY涂层,涂层在空气中950℃恒温氧化100h,借助X-射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪对涂层表面氧化膜进行分析,检测其高温抗氧化能力。结果表明,电弧离子镀NiCrAlY涂层950℃空气中氧化100h后表面形成Al2O3、Fe2O3和NiCr2O4三种氧化物,涂层大大提高了炮钢的高温抗氧化性;涂层中的Ni元素与基体中的Fe元素发生剧烈互扩散而在界面两侧呈均匀梯度分布,Cr元素在界面富集,Al元素在界面与O反应形成较致密的Al2O3氧化层;由于扩散和氧化作用,涂层中的相由原来的β-NiAl、γ'-Ni3Al、γ-Ni与α-Cr变为γ'-Ni3Al、(Ni,Fe)、(Fe,Ni)与α-Cr。     

抗冲蚀性热喷涂金属陶瓷涂层研究进展

热喷涂技术是利用热源加热喷涂材料在基体表面制备涂层的方法。火焰喷涂、等离子喷涂和电弧喷涂是常用的热喷涂技术。金属陶瓷兼有陶瓷材料的高硬度、高熔点及金属的韧性等优点,常用于制备材料表面抗冲蚀涂层,其中WC系和Cr_3C_2系金属陶瓷较为常用。冲蚀工艺参数、喷涂工艺参数、喷涂材料性能对金属陶瓷涂层的抗冲蚀性能均有影响。如何通过调控材料结构和喷涂工艺参数是提高金属陶瓷涂层抗冲蚀性的关键。     

黏结层粗糙度对热障涂层高温氧化及力学性能的影响（英文）EI北大核心CSCD

采用超音速火焰喷涂(HVOF)在高温合金K4169上制备了NiCoCrAlYTa黏结层,使用不同粒度的氧化铝对黏结层进行喷砂预处理制备出了不同粗糙度的黏结层,再通过大气等离子喷涂(APS)在不同粗糙度的黏结层上制备了ZrO2–7%Y2O3(7YSZ)热障涂层(TBCs)。对不同粗糙度的黏结层表面采用体视镜进行观察分析;并对不同粗糙度下制备的热障涂层的高温氧化性能、热震性能、表面硬度、结合强度等进行了测试以及对它们的变化规律进行了对比分析。此外,对热震失效后热障涂层的黏结层与陶瓷层界面进行了残余应力分析,计算了热生长层(TGO)裂纹尖端应力场强度(K)。研究结果表明:黏结层粗糙度越大,热障涂层中黏结层的氧化质量增加,黏结层与陶瓷层界面残余应力增加;当黏结层粗糙度为3.52μm时,热障涂层有最优的综合性能,其中结合强度和热震次数分别为57 MPa和52次(950℃到22℃循环)。     

碳化硅陶瓷的铬金属化机理及封接

研究了碳化硅(SiC)陶瓷表面铬金属化机理及SiC-SiC和SiC-Cu的封接技术。SiC在1000—1250℃真空环境中表面铬金属化,然后利用铜基合金钎焊封接.8iC—SiC封接体的室温四点抗弯强度平均值为103MPa,最大值140MPa。 对接合界面结构的研究发现Cr扩散入SiC基体并在界面处存在着反应层Cr_3C_2,同时si逸失。在SiC与金属Cr之间形成Cr_3C_2,表明SiC的封接是可行的。     

热喷涂镍-铬基涂层的高温氧化性能

为了提高钢体结构材料的高温氧化性能,采用超音速电弧喷涂技术和微弧等离子喷涂技术,在45钢基体上分别制备了Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层,对45钢基体、Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层进行了1100℃高温氧化实验,采用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了涂层的氧化性能.结果表明,Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层高温氧化后,表面组织结构致密,与45钢基体相比,具有更优良的抗高温氧化性能.     

镍基高温合金用 AlSi/AlSiY涂层抗高温氧化性能研究

采用热浸镀的方法，在镍基高温合金 DZ125样品表面制备 Al、AlSi和 AlSiY三种不同的铝化物涂层，研究 1 000 ℃时涂层的抗高温氧化性能。利用扫描电子显微镜（SEM）以及能谱仪（EDX）对合金涂层的形貌以及元素成分分布进行观察分析。研究结果表明：在高温环境下， Al元素快速与氧反应生成氧化铝层。由于元素之间的相互扩散，纯 Al涂层中的 Al元素快速消耗，导致整个涂层的快速失效。 AlSi和 AlSiY涂层由于 Si富集层的形成，有效地阻止了元素的互扩散，提高了涂层的抗氧化性能。 AlSiY涂层中 Y元素的添加， Si富集层更加均匀致密，并且 Y与 Si、Cr、Mo电负性差值较大，更易形成稳定化合物，极大提高了涂层使用寿命。 AlSiY涂层的抗高温氧化性能更优于纯 Al和 AlSi涂层。     

溅射Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层对镍基合金在900℃腐蚀行为的影响

采用真空溅射技术在镍基合金表面沉积Ni11Co26Cr6Al0.5Y纳米晶涂层,研究有、无涂层合金在900℃的75%Na_2SO_4+25%K_2SO_4熔融混合硫酸盐膜中的热腐蚀行为。结果表明:无涂层合金发生腐蚀,生成内氧化物和内硫化物。而Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层在热腐蚀过程中,表面生成Al_2O_3、NiCr_2O_4、Cr_2O_3和NiO氧化膜,仅在近涂层与基体界面区域存在少量Al_2O_3内氧化物。     

管道等离子喷涂Cr_2O_3复合涂层及其耐蚀性能

采用等离子喷涂技术在X70管线钢表面喷涂Cr_2O_3复合涂层,利用X射线衍射仪、扫描电镜、维氏硬度计、划痕仪、电化学工作站等方法表征了涂层相关特征与性能。结果表明,相成分主要是Cr_2O_3和TiO_2,硬度可达4.928GPa,结合力可达46.15N,粘结层+陶瓷层试样腐蚀速率显著降低,对基体有很好的耐蚀保护作用。     

渗铝Q235钢的渗层组织和抗高温氧化性能

分析了Q2 3 5钢热浸渗铝和铝硅合金层的显微组织 ,并对其抗高温氧化性能进行了研究。热浸渗层由镀层 (表层 )和化合物层 (内层 )两层组成 ,金相和X射线能谱分析 (EDS)结果表明纯铝渗层的化合物层呈厚齿状 ,由η相 (Fe2 Al5)组成 ;铝硅合金渗层的化合物层呈薄带状 ,由Si合金化的η相即Fe2 (Al Si) 5组成。热浸渗层经扩散退火后 ,表面镀层消失 ,渗层由表及里依次出现 η相、ζ相、β2 相、β1相和固溶体α相等过渡组织。 80 0℃高温氧化试验结果表明 ,渗纯铝Q2 3 5钢的抗高温氧化性能优于 1Cr1 8Ni9Ti不锈钢 ,硅的加入可以改善热浸工艺性能 ,但降低了渗层的抗高温氧化性能。     

退火处理对TiSiCN、TiCrSiCN及CrSiCN涂层结构和机械性能的影响

用等离子体增强磁控溅射(PEMS)方法制备了Ti Si CN、Ti Cr Si CN和Cr Si CN涂层,并在空气中进行700°C退火处理。利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪表征了退火处理前后涂层的断面形貌、成分和微结构。研究了退火处理对3种涂层的硬度、韧性和膜基结合性能的影响以及它们的高温抗氧化性能。结果表明:退火处理后,Ti Si CN涂层表面形成了一层均匀且较厚(1.50μm)的富氧层;Cr Si CN涂层的氧化层不均匀且富氧层较薄(0.50μm);Ti Cr Si CN涂层较致密,未检测到氧化物存在。3种涂层的韧性和硬度在退火后都出现不同程度的降低,硬度分别降低了20 GPa(Ti Si CN涂层)、9 GPa(Cr Si CN涂层)和5 GPa(Ti Cr Si CN涂层)。退火后,Ti Si CN涂层与基体的结合性能有较明显的提高,Ti Cr Si CN涂层的膜基结合性能变化不大,Cr Si CN涂层的结合性能则出现一定减弱。Ti Si CN和Cr Si CN涂层的脆性氧化层易产生分层和剥离,而Ti Cr Si CN涂层表现出最佳的高温抗氧化性能。     

Ni-Cr合金在900～1000℃空气中的氧化

研究了两种不同Cr含量的熔炼Ni-Cr合金在900～1000℃空气中的氧化行为。1000℃时,合金氧化动力学遵循抛物线规律。Ni-20Cr合金1000℃氧化后生成了NiO／NiCr2O4／Cr2O3比较规则的复合氧化膜。在实验条件下,20％的Cr含量不足以使合金氧化后生成单一的Cr2O3外氧化膜。     

悬浮液等离子喷涂YSZ/GZ热障涂层的等温氧化性能研究

采用悬浮液等离子喷涂(SPS)分别制备8%氧化钇稳定氧化锆(8%Y_2O_3-ZrO_2,8YSZ)热障涂层和以8YSZ为陶瓷层底层,顶层为GZ(Gadolinium Zirconate)的双陶瓷层热障结构(YSZ/GZ)。在大气环境箱式电阻炉中1150℃下对两种热障涂层进行了10 h、50 h和100 h时长的等温氧化处理,通过对高温氧化前后质量和孔隙率变化分析了两种涂层的抗氧化性和烧结现象,采用扫描电子显微镜和能谱仪观察分析了涂层不同等温氧化时长下的微观组织变化和热生长氧化层(TGO)的元素构成,通过X射线衍射分析了氧化前的相的组成。结果表明:双陶瓷层热障结构具有更好的抗氧化性和高温型,主要归结于GZ晶体结构中存在稳定的弗伦克尔缺陷的氧离子。陶瓷层和粘结层界面的TGO的产生和长大仍是其失效的主要原因。TGO主要由Al和Cr的氧化物组成。烧结现象在等温氧化10 h处,最为明显。     

电子连接器表面锡层高温焊接变色原因分析

通过实验验证了不同环境及电镀条件对纯锡高温变色的影响。采用俄歇电子能谱仪(AES)分析变色试样的表面元素组成,以确认变色的可能原因和改进方向。排除了有机物析出以及底层金属扩散形成Sn–Ni合金这两种情况对锡层变色的影响,确定了表面氧化是锡层变色的主要原因,并且变色程度随氧化膜厚度增大而加深。提出了改善锡层抗高温变色性能的几项措施。在镀锡前,镀普通镍后电镀一层高温镍,可使变色率降至零。     

含镍合金钢用Mg-Al-O高温防护涂层作用机理研究

采用空气喷涂法在SPA-H含镍合金钢表面制备了Mg-Al-O高温防护涂层,研究了涂层对SPA-H合金钢的高温氧化行为及氧化皮粘附性的影响。采用金相显微镜对喷涂样和空白样的剖面和表面形貌进行表征,采用SEM和EDX分析氧化皮中元素分布,研究Mg-Al-O涂层的作用过程和防护机理。结果表明:涂层可以大幅度提高SPA-H合金钢高温耐氧化腐蚀能力,在1 100℃、1 200℃、1 250℃下恒温2 h,降低氧化烧损分别为47.2%、41.3%、41.5%。涂层在钢坯表面和基体生成的氧化皮发生反应,生成尖晶石结构,抑制阳离子扩散速率。同时通过减少基体和涂层界面处Ni、Cr氧化物的生成量,改善热轧前氧化皮的剥落性能,提高后期产品表面质量。     

WC–10Co–4Cr复合涂层和04Cr13Ni5Mo合金堆焊层的泥沙冲蚀行为

采用超音速火焰喷涂和焊条电弧焊在Q345钢基体表面分别制备了WC–10Co–4Cr复合涂层和04Cr13Ni5Mo合金堆焊层,测量了2种涂层的显微硬度、孔隙率、断裂韧性和表面粗糙度,并对2种涂层的显微组织和耐泥沙冲蚀磨损性能进行了对比研究。结果表明,二者的体积冲蚀磨损率均随时间延长而增加。在低角度冲蚀磨损条件下,复合涂层的耐泥沙冲蚀磨损性能明显优于堆焊层,涂层的硬度和强度是耐泥沙冲蚀磨损的主要影响因素。在高角度冲蚀磨损条件下,2种涂层的耐泥沙冲蚀磨损性能相差不大,涂层的断裂韧性是主要影响因素。WC–10Co–4Cr复合涂层表现出偏脆性材料的冲蚀磨损特性,04Cr13Ni5Mo堆焊层则表现出典型塑性材料的冲蚀磨损特性。