TiAl/BN复合封严涂层的耐腐蚀性能研究

本研究采用大气等离子与真空等离子喷涂技术制备了Al/BN、TiAl/BN两种金属和陶瓷复合型多孔涂层,用于航空发动机压气机部位的叶尖可磨耗封严。通过电化学测试和盐雾腐蚀实验对两种涂层的盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,TiAl/BN涂层的腐蚀电位明显高于Al/BN涂层(约450mV)。同时,在极化曲线测试过程中发现TiAl/BN涂层出现了明显的钝化现象。经过960h标准盐雾腐蚀试验后,发现Al/BN涂层发生了较严重的腐蚀,而TiAl/BN涂层仅发生轻微的腐蚀。腐蚀后涂层的XRD分析表明,TiAl/BN涂层的腐蚀产物主要为Al(OH)3和AlO,没有发现Ti的腐蚀产物。TiAl/BN复合涂层中形成的TiAl合金是该涂层比Al/BN涂层更耐中性盐雾腐蚀的原因。     

TiAl/BN复合封严涂层的耐腐蚀性能研究

本研究采用大气等离子与真空等离子喷涂技术制备了Al/BN、Ti Al/BN两种金属和陶瓷复合型多孔涂层,用于航空发动机压气机部位的叶尖可磨耗封严。通过电化学测试和盐雾腐蚀实验对两种涂层的盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,Ti Al/BN涂层的腐蚀电位明显高于Al/BN涂层(约450m V)。同时,在极化曲线测试过程中发现Ti Al/BN涂层出现了明显的钝化现象。经过960h标准盐雾腐蚀试验后,发现Al/BN涂层发生了较严重的腐蚀,而Ti Al/BN涂层仅发生轻微的腐蚀。腐蚀后涂层的XRD分析表明,Ti Al/BN涂层的腐蚀产物主要为Al(OH)3和Al O,没有发现Ti的腐蚀产物。Ti Al/BN复合涂层中形成的Ti Al合金是该涂层比Al/BN涂层更耐中性盐雾腐蚀的原因。     

酸性盐雾腐蚀环境下镍铜/氮化硼涂层可磨耗性能研究

为研究镍铜/氮化硼封严涂层在海洋环境下的腐蚀行为及腐蚀对涂层性能的影响。本文采用等离子喷涂在TC4基体上制备NiAl底层和NiCu-BN面层,并对涂层进行酸性盐雾腐蚀和可磨耗试验,通过XRD和SEM对涂层物相和微观结构进行表征。结果表明：NiCu-BN涂层经过192h酸性盐雾腐蚀后,在腐蚀层下方形成厚度约为100μm的腐蚀致密区,在致密区内部几乎不存在孔洞。腐蚀层表面腐蚀产物主要微NaCuO2和Cu64O。喷涂态涂层的平均IDR值为9.76±0.35%,而腐蚀态涂层的平均IDR值则为13.01±1.6%,说明酸性盐雾腐蚀将降低涂层的可磨耗性能,涂层的磨损机制由塑性变形磨损转变为塑性变形磨损与黏着磨损混合磨损。     

电弧喷涂Zn-Al-Mg-La-Ce涂层的耐腐蚀性能

采用电弧喷涂法制备Zn-Al-Mg-La-Ce涂层,通过盐雾试验对涂层进行腐蚀,利用能谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜观察、极化曲线以及电化学阻抗谱等手段对腐蚀前后的Zn-Al-Mg-La-Ce涂层进行了研究.结果表明:实验制备的Zn-Al-Mg-La-Ce涂层具有较好的自封闭效果,组织致密,在腐蚀过程中表面的微观孔隙能够被自身的腐蚀产物有效堵塞,涂层表面形成的致密腐蚀产物层能够阻止腐蚀的进一步发生.因此,Zn-Al-Mg-La-Ce涂层具有优异的耐蚀性能.      

高速电弧喷涂致密NiCrBSi涂层及其腐蚀行为研究

本文采用改进的电弧喷枪制备了致密Ni Cr BSi涂层,分析了涂层孔隙率及氧元素含量。通过电化学极化曲线和模拟垃圾焚烧环境,对涂层的腐蚀行为进行了分析。研究结果表明,采用改进喷枪,Ni Cr BSi涂层孔隙率及喷涂过程中氧化现象显著降低。自腐蚀电位及自腐蚀电流密度结果显示,涂层的电化学腐蚀性能优于316L不锈钢。高温氯腐蚀动力学进一步证实,Ni Cr BSi涂层腐蚀速率显著低于316L不锈钢。高温氯腐蚀后,元素分析揭示了Ni基涂层具有优良的抗高温氯腐蚀效果。     

搅拌摩擦处理冷喷涂Al涂层的腐蚀防护研究

本文利用搅拌摩擦处理技术对AZ91D镁合金基体上制备的冷喷涂Al涂层进行了后处理,分析搅拌摩擦处理前后冷喷涂Al涂层的腐蚀行为,对比搅拌摩擦处理前后冷喷涂Al涂层的腐蚀防护性能。结果表明,在搅拌摩擦处理前,冷喷涂Al涂层表面主要发生点蚀作用,同时,由于腐蚀液通过涂层内联通的孔隙和粒子间界面到达基体表面,因此基体发生了腐蚀;而在搅拌摩擦处理后,冷喷涂Al涂层表面主要发生电偶腐蚀,且由于涂层表层联通的孔隙和粒子间界面消失,基体并没有发生腐蚀作用,说明搅拌摩擦处理后的冷喷涂Al涂层能够对AZ91D镁合金基体起到有效的腐蚀防护作用。     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层在450℃下的热腐蚀行为

采用高速电弧喷涂技术在20G钢基体上制备了Fe-Al/WC金属间化合物复合涂层,利用涂盐热腐蚀试验测试了涂层在450℃下的抗热腐蚀性能。结果表明,Fe-Al/WC复合涂层的热腐蚀动力学曲线近似呈现出抛物线规律;涂层表面的腐蚀产物主要为疏松的Fe2O3,此外,还有少量的Al2O3和FeS,且其分布不均匀;涂层表面优先形成具有保护性的Al2O3膜,保证了涂层具有一定的抗热腐蚀性能;Fe元素的扩散、化学反应及电化学反应综合作用是涂层加速腐蚀的主要原因。     

铁基高铬涂层热腐蚀行为的研究

以Q235钢为基体,采用高速电弧喷涂制备Fe-Cr涂层并对其进行650℃涂盐热腐蚀,采用扫描电镜和X射线衍射仪对腐蚀后涂层的形貌、成分和相组成进行分析。结果表明:铬含量对Fe-Cr涂层的抗热腐蚀性能有显著的影响,在本实验范围内,涂层抗热腐蚀性能随铬含量的增加而提高。当铬含量为44wt%时,100h腐蚀后,基体的腐蚀增重为涂层腐蚀增重的7.87倍,涂层表面生成了FeCr2O4复合氧化物保护膜,涂层具有良好的抗热腐蚀性能;在铬含量(<30wt%)较低的涂层,涂层表面生成的氧化物主要是Fe2O3,而Fe2O3对基体基本没有起到保护作用。     

海水腐蚀对吸波材料电磁特性的影响

针对湿热、高氯环境中的微波吸收材料性能失效问题,开展了吸波涂层在海水腐蚀过程中的表面状态、微波反射率、电磁参数随海水腐蚀时间的演变研究。研究结果表明,在高氯海水的介质中,吸波涂层中铁磁性吸收剂会发生电化学腐蚀行为,腐蚀产物以涂层中磁性吸收剂为发散点,在涂层中向外扩散,并随着疏松性腐蚀产物的堆积,逐渐从涂层中脱落。海水中Cl-在涂层中的渗透和扩散,促进了水合氧化铁等腐蚀产物的生成,并从涂层中带走部分Fe2+,降低了涂层中功能材料的有效成分含量。铁磁性吸收剂的腐蚀性行为致使吸波涂层的介电常数、磁导率、电磁损耗随着腐蚀时间的增加,均呈现下降的趋势,其在2.0～18.0 GHz频段内的吸波性能逐渐下降,最终导致吸波涂层的失效行为。通过分析吸波涂层在湿热、高氯环境中的电磁特性演变规律,为解决在海水腐蚀环境中因吸收剂变质导致的涂层吸波性能失效问题奠定了理论基础。     

铝镁及稀土铝镁电弧喷涂涂层的耐腐蚀性能研究

采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了Al-Mg和Re-Al-Mg涂层,分别研究了这两种涂层的耐腐蚀性能,利用中性盐雾试验及电化学测试等试验方法研究了两种涂层的防腐蚀性能并通过扫描电子显微镜分析了Al-Mg和Re-Al-Mg涂层腐蚀前后的微观组织形貌,并讨论了涂层的结构及耐蚀机理,结果表明两种涂层在极化过程中都出现了明显的钝化现象,两种涂层在腐蚀过程中表面都会生成一层氧化膜,起到了物理屏蔽作用延缓了涂层的腐蚀速率,但稀土铝镁合金涂层的防腐蚀性能明显优于铝镁合金涂层,这是由于稀土元素的加入,降低了涂层的孔隙率,使涂层具有了良好的耐腐蚀性能。稀土铝镁合金涂层在中性盐雾试验中表现出的腐蚀速率是最慢的,电化学试验过程中其表现出钝化区域最大,具有良好的腐蚀与防护性能。     

Influence of silicon coating on the corrosion resistance of Zn-Al-Mg-RE-Si alloy

The electric arc spraying method was used to prepare the Zn-Al-Mg-RE-Si alloy coating with different content of silicon.The corrosion resisting property was measured by copper accelerated salt spray(CASS) and corrosion weightless test.The influence of silicon content on the corrosion resisting property was investigated by XRD,SEM,polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy(EIS) and the electrochemical property of coating in the corrosion process was analyzed.The results showed that the density of coating was improved significantly since the major nonequilibrium glass-like state phase was composed of silicon and other metals existed in the Zn-Al-Mg-RE-Si alloy coating,which prevented the corrosive medium and retarded the corrosion velocity because of compact corrosion products in the corrosion embryo.The Zn-Al-Mg-RE-Si coating had better corrosion resistance than the Zn-Al-Mg-RE because of more positive potential,half corrosion current density and double electrochemical reaction resistance.     

Influence of silicon coating on the corrosion resistance of Zn-Al-Mg-RE-Si alloy

The electric arc spraying method was used to prepare the Zn-Al-Mg-RE-Si alloy coating with different content of silicon. The corrosion resisting property was measured by copper accelerated salt spray (CASS) and corrosion weightless test. The influence of silicon content on the corrosion resisting property was investigated by XRD, SEM, polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and the electrochemical property of coating in the corrosion process was analyzed. The results showed that the density of coating was improved significantly since the major nonequilibrium glass-like state phase was composed of silicon and other metals existed in the Zn-Al-Mg-RE-Si alloy coating, which prevented the corrosive medium and retarded the corrosion velocity because of compact corrosion products in the corrosion embryo. The Zn-Al-Mg-RE-Si coating had better corrosion resistance than the Zn-Al-Mg-RE because of more positive potential, half corrosion current density and double electrochemical reaction resistance.     

镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为

为研究镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为,采用电沉积技术制备了Ni-P、Ni-Fe合金镀层,对其结构与耐蚀性能进行检测.结果表明:不同镍基合金镀层在冬季降水中耐蚀性能不同,其中Ni-Fe合金镀层由于Fe掺杂增加了镍基合金与氧的亲和力,可以快速在Ni-Fe合金镀层表面形成一层连续的氧化膜,对基体起到很好的防护作用,电位最正,自腐蚀电流密度值最小,耐蚀性较好,年腐蚀速率约为20号钢的1/2;而Ni-P合金镀层表面形成氧化膜的速率较缓慢,阻抗值较低,不适合在北方老工业城市的室外装饰与防护中应用.      

织构对纳米晶纯镍镀层耐蚀性能的影响

采用脉冲电镀法在黄铜表面制备出具有(111)、(200)和(220)晶面择优生长织构的纳米晶纯镍镀层.采用扫描电镜对镀层的显微形貌进行观察,采用X射线衍射对不同晶面织构的择优性进行表征,并对镀层在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线和交流阻抗谱进行了测试,研究不同织构镀层的耐蚀性能.不同织构镀层的耐蚀性能存在显著差异:具有(220)强织构的镀层耐蚀性最差,其自腐蚀电流密度最大,为1.23μA·cm-2,镀层的电荷转移电阻为2.09kΩ·cm2;具有(200)强织构的镀层耐蚀性能最佳,镀层的电荷转移电阻为27.32kΩ·cm2,自腐蚀电流密度为0.15μA·cm-2;具有(111)织构镀层的耐蚀性居中.认为织构引起的表面胞状物的差别是造成纯镍镀层耐蚀性能不同的原因.      

静态铝热自蔓延高温合成陶瓷涂层的研究

研究了静态铝热SHS陶瓷涂层,分析了涂层的成分、组织形态、力学性能和耐蚀性能。结果表明,添加RE或SiO₂,可以改善涂层的组织及其分布,减少孔隙,提高其力学性能和耐蚀性能。     

舰船海水阀门Ni基合金喷熔层的性能研究

在分析海水阀失效机理的基础上,采用粉末火焰喷熔工艺制备了海水阀Ni45Mo涂层,采用SEM、EDS、XRD方法分析了涂层的组织结构;评价了Ni45Mo涂层的抗腐蚀和耐磨损性能,并与2Cr13、QAl9-2、QAl10-3-1.5材料进行了对比。研究结果表明:Ni45Mo涂层具有优良的抗腐蚀和耐磨性能,最后探讨了Ni45Mo涂层抗腐蚀和耐磨机理。     

非晶态Ni-B合金镀层的组织结构和耐蚀性的实验研究

用金相显微镜、电子探针、X射线衍仪和全浸腐蚀实验方法研究化学镀Ni-B合金层的组织结构和耐蚀性,并与晶态Ni-P合金镀层和Q235钢基体进行对比。实验结果表明,非晶态Ni-B合金镀层在硫酸溶液中具有较好的耐蚀性。     

钛合金与NiAl封严涂层的电偶腐蚀行为研究

钛合金材料与不同材料相互连接,并处于富含氯离子的电解质溶液中,有可能使得材料发生电偶腐蚀而遭到破坏。采用极化曲线的方法分别研究了NiAl涂层、TA15的电化学行为。结果表明NiAl涂层的腐蚀电位较TA15的低,二者相差约30 mV,NiAl涂层腐蚀电流为1.718×10-4A,TA15腐蚀电流为1.170×10-5A。研究了NiAl封严涂层和TA15钛合金之间在5%NaCl水溶液中的电偶腐蚀行为。测试了NiAl-TA15电偶对的电偶电流-时间曲线,并通过计算出的平均电偶电流密度,评价了钛合金和NiAl封严涂层的电偶腐蚀敏感性。结果表明,TA15钛合金和NiAl封严涂层之间的电位差很小,电偶腐蚀倾向很小,电偶电流密度为0.0253μA.cm-2。电偶腐蚀过程中,腐蚀电位较低的NiAl涂层作为电偶对的阳极发生腐蚀,钛合金作为阴极得到保护。电偶腐蚀后电偶对的阳极、阴极的自腐蚀电位均升高,阳极电位从-347 mV正移到-242 mV,阴极电位从-323 mV正移到-210 mV;电偶电位为-300 mV。NiAl涂层含有较多孔洞,可以作为腐蚀介质的渗透通道,在含有Cl-并且有溶解氧存在的腐蚀性介质中,容易导致腐蚀的发生与发展。