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。     

MoSi2和(Mo,W)Si2涂层的宽温域氧化过程

采用包渗法在Mo及Mo?W基体上分别制备MoSi2及(Mo,W)Si2涂层,研究了W掺杂对MoSi2涂层抗氧化性能的影响规律和作用机理。结果表明,W元素固溶到MoSi2涂层中,形成(Mo,W)Si2固溶体,涂层微观结构更加致密化。在1600℃高温下静态氧化,(Mo,W)Si2涂层抗氧化失效时间长达70 h,1200℃下氧化1000 h仍具有良好的防护性能,抗氧化性能大幅提升。加入W元素阻碍了Si元素与基体间的扩散反应,降低了涂层中Si元素的消耗速率,显著增强了(Mo,W)Si2涂层抗高温氧化性能。在500℃低温下静态氧化50 h,与MoSi2涂层相比,(Mo,W)Si2涂层氧化产生明显的“Pest”现象,涂层严重粉化失效。加入W元素降低了涂层中Si元素的扩散速率,导致低温下涂层表面无法形成致密氧化层,加剧涂层的快速氧化。     

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。     

热压Si3N4陶瓷材料抗氧化性能的研究

本研究了Si3N4陶瓷材料的高温抗氧化性能。实验结果表明Si3N4陶瓷材料的氧化行为服从抛物线规律，同时提出了氧通过氧化层的向内扩散是整个氧化过程的控制步骤。另外设计了二种提高Si3N4陶瓷材料抗氧化性的方法，第一种是在Si3N4陶瓷材料的表面涂上一层SiO2涂层或3Al2O3·2SiO2涂层；第二种是对Si3N4陶瓷材料进行表面处理，使之在表面形成一层Si2N2O（和／或0-Sialon）层。     

电弧离子镀NiCrAlY涂层在900℃的高温氧化行为

通过对镍基单晶合金和NiCrAlY涂层进行在900℃的氧化动力学曲线测定及组织形貌观察,研究了电弧离子镀NiCrAlY涂层对镍基单晶合金高温氧化行为的影响。结果表明,在高温氧化期间,镍基单晶合金发生明显的氧化、内氧化和内氮化,在表层为Al2O3、Cr2O3的混合氧化物;镍基单晶合金经电弧离子镀NiCrAlY涂层,可有效改善合金的抗氧化性能;涂层在900℃氧化动力学质量增加曲线遵循抛物线规律,其形成的Al2O3氧化膜氧化期间不发生明显的剥落。     

普碳钢用陶瓷基高温防护涂层制备及其性能表征

采用机械混合法制备了一种针对碳钢的新型Al2O3-MgO-TiO2-CaO体系陶瓷基高温防护涂料,1300℃下可在Q235B钢表面形成致密保护层,提高钢抗氧化烧损性能.结果表明,在涂料粒度48～75μm、涂层厚度0.5mm的条件下,涂层防护性能优良.涂层的防护温度范围为900～1300℃,1300℃时比原样可降低氧化烧损59.36%,防护寿命长于8h.涂层的应用将氧化层由经典的Fe2O3/Fe3O4/FeO三层结构转变为一层尖晶石结构,同时减薄了氧化层厚度,显著降低了Fe元素的高温扩散速率.     

等离子喷涂NiCr和Cr_3C_2–NiCr涂层的抗高温氧化性能

采用大气等离子喷涂技术在Q345钢上制备镍铬(NiCr)合金涂层和碳化铬–镍铬(Cr_3C_2–NiCr)金属陶瓷复合涂层,对它们进行了800°C×100 h循环氧化试验。利用X射线衍射仪(XRD)、带能谱的扫描电镜(SEM/EDS)等设备,对比研究了NiCr和Cr_3C_2–NiCr涂层的高温氧化行为,探讨其高温氧化机理。结果表明,等离子喷涂NiCr和Cr_3C_2–NiCr涂层都具有优异的抗高温氧化性能。其中Cr_3C_2–NiCr涂层发生了Cr的选择性氧化,涂层表面及层片界面形成了连续、致密、生长缓慢的Cr2O3氧化膜,该氧化膜有效地抑制了合金元素以及外界氧的扩散,对涂层及基底都具有较好的保护作用。而NiCr涂层表面存在Cr_2O_3氧化膜的选择性分布,局部区域还存在以生长较快的NiO为主的氧化物,氧可以通过该氧化层扩散至涂层内部。因此,Cr_3C_2–NiCr涂层的抗高温氧化性能优于NiCr涂层。     

喷涂功率对YSZ涂层的力学性能和抗铝硅熔体腐蚀性能的影响

热浸镀Al–Si合金涂层是一种有效的现代钢铁防腐涂层，但熔融Al–Si合金腐蚀已成为热浸镀Al–Si合金生产线沉没辊及其备件亟待解决的关键问题之一。本工作采用大气等离子喷涂技术制备Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)/NiCrAlY防护涂层，研究了喷涂功率对YSZ涂层组织和力学性能的影响和涂层在700℃下Al–Si熔体中的腐蚀行为。结果表明，YSZ涂层是由板条和层间柱状晶粒组成的典型层状结构，随着喷涂功率从37 kW增至46 kW，层间柱状结晶呈长大趋势；YSZ涂层主要由t-ZrO2相和少量m-ZrO2相组成，喷涂功率对涂层相组成无明显影响；喷涂功率为40 kW的YSZ涂层具有较高的显微硬度642.4 HV0.3和结合强度62 MPa。此外，当带有涂层的样品在700℃的Al–Si熔液中腐蚀240 h后，YSZ涂层与高温Al–Si熔液之间的界面没有反应层生成，同时Al–Si合金熔液中的Al和Si元素也未渗透进YSZ涂层内部，表明YSZ/NiCrAlY防护涂层有效地将Al–Si合金熔体阻挡在涂层表面。     

氮化钛涂层及其复合涂层的研究进展

介绍了氮化钛涂层性能及其应用,概括了涂层的制备方法,并简述了氮化钛复合涂层的研究进展及其耐蚀及耐磨性能.通过加入不同含量的Ti、Al、Cr等元素和增加不同的过渡层能有效地改善氮化钛涂层的耐蚀性及抗高温氧化性.     

溅射镍钇涂层1000℃高温氧化机理研究

研究了纯镍表面磁控溅射Ni-0.5Y微晶涂层在1000℃空气中的恒温氧化和循环氧化行为。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对涂层以及表面NiO氧化膜的形貌和结构进行了研究。结果表明,Ni-0.5Y微晶涂层与基体镍相比有更低的氧化增重速率,表面NiO氧化膜的晶粒尺寸明显减小,膜的高温塑性得以改善。同时,氧化膜内的压应力水平也有所降低,因而改善了NiO氧化膜的粘附性和保护性。磁控溅射涂层的微晶结构以及稀土元素钇的存在均有助于提高涂层的抗高温氧化性能。     

玻璃熔窑用钼制品的抗氧化涂层研究

为了提高玻璃熔窑用钼制品的抗氧化性能并延长其使用寿命,采用多元共渗工艺在纯钼制品表面制备高温抗氧化涂层。研究了涂层的微观多元结构、元素分布、相组成以及静态抗氧化性能。结果表明:涂层与钼基体之间通过高温扩散形成冶金结合,形成均匀、致密、多层、互溶组织。经过在空气气氛下的氧化测试后,涂层厚度虽然减少,但涂层结构完整,表面呈致密光滑状态;且钼制品无氧化反应,基体完好无损。涂层样品还分别在800℃、1 000℃及1 300℃下进行了使用寿命的氧化测试:涂层制品在低温环境下具有优异的抗氧化性能,未出现粉化现象;而且涂层制品在1 300℃的高温环境下,存在时间长达1 000 h。由于钼制品在烤窑期间经受的最高温度为1 200℃,时间为360 h,所以此涂层完全可以达到保护其在烤窑预热期间不被氧化破坏的目的。     

晶粒细化对Co-5Y合金高温氧化性能的影响

采用机械合金化（MA）和热压烧结技术制备了细晶Co-5Y合金（用MACo-5Y表示），研究了其在900℃空气中的氧化行为。并与熔炼Co-5Y合金（用CACo-5Y表示）的氧化行为作了比较，讨论了晶粒细化对氧化行为的影响。晶粒细化后生成的大量晶界和相界，成为C0离子和氧离子的快速扩散通道，使得MACo-5Y合金的氧化速率要高于CACo-5Y合金。但由于晶粒细化后改变了合金基体的组织结构，合金的内氧化受到抑制。     

炭／炭复合材料SiC／Mo（Six，Al1-x）2涂层形成机理与抗高温氧化性能

采用高温包渗技术在炭／炭复合材料表面制备了SiC／Mo（Six,Al1-x）2复合涂层,采用两步反应法研究了复合涂层的生成机理。发现复合涂层是由Si、Al2O3、SiC、MoSi2原始粉末材料与基体炭材料经过复杂化学反应生成的SiC、Mo（SixAl1-x）2以及微量Mo4．8Si3C0．6固溶体组成。在较低温度下（〈1750℃）,单质硅与基体碳的液-固相反应,经过2小时后可以在炭／炭复合材料表面和内部孔隙表面生成致密的SiC过渡涂层;在较高温度下（≤2000℃）,SiC、Al2O3和MoSi2间的反应较为复杂,其主要过程为SiC与Al2O3间生成液体硅、液体铝和气态SiO、Al2O的多相反应,该反应生成的液体铝能够与MoSi2颗粒发生置换反应,生成熔点降低的Mo（Six,Al1-x）2转移涂层;同时,生成的液体硅与CO反应生成晶须状β—SiC,并与Mo（Six,Al1-x）2形成增强型复合涂层。本文还研究了过量单质Si和SiC对Mo（Six,Al1-x）2的还原反应,化学反应推论与实验结果相吻合。以新提出的涂层生成机理为指导,以粉末原料质量组成为Si10％,Al2O3 10％,SiC54％和MoSi226％时所制得了致密并且无粘结的复合涂层材料,并研究了封孔处理后复合材料的抗氧化性能。     

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。     

FeCrAl合金表面高温抗氧化陶瓷涂层的制备

用粘结料与Cr2O3制成料浆,用喷涂涂覆于FeCrAl合金表面,在空气中1 300℃熔烧制备了耐高温（1 200℃）抗氧化陶瓷涂层.用扫描电子显微镜,电子探针显微分析仪,X射线衍射仪,热膨胀仪等测试手段对涂层以及涂层与基体界面处进行表征.探讨了陶瓷涂层样品高温抗氧化性能的机理,获得了具有良好高温抗氧化性能的陶瓷涂层配方,其粘结料与Cr2O3的质量比为1;0.5.结果表明：在空气中1 200℃,360 h抗氧化实验后,这种涂层样品的氧化质量增加约为基体合金的1/22.揭示了涂层高温抗氧化性能与涂层的组成、显微结构之间的关系.     

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.     

热障涂层在热载荷下的高温氧化和热烧蚀性能研究

热障涂层具有良好的隔热性能,保护高温合金基底正常工作,提高部件工作寿命。由于涂层部件服役于高温环境,会产生热烧蚀并发生高温氧化等作用,造成涂层表面裂纹的产生,甚至涂层/基底的界面破坏,缩短部件使用寿命。所以研究热障涂层体系在热载荷下的破坏行为极其重要。通过设计试样在相同温度下不同氧化时间的研究实验。结果表明热生长氧化层成分主要是Al的氧化物,其厚度与氧化时间的关系服从抛物线规律(氧化动力学曲线);对高温氧化后的试样进行纳米压痕实验,发现随着氧化时间的增加,涂层的弹性模量和硬度都会增加并趋于稳定。     

凹凸棒土基高温防脱碳涂层的研究

为了避免钢在热处理过程中表面发生氧化脱碳,以凹凸棒土(ATP)为主要原料,加入一定比例的Al2O3、SiC和Cr2O3等粉末和硅酸钾水溶液配制成涂料,刷涂于60Si2Mn和GCr15两种钢材表面并在60℃下烘干2 h形成涂层,然后对此涂层进行热处理温度850～1 150℃、保温时间30～120 min的高温防脱碳试验,并采用光学显微镜和X射线衍射仪等对涂层的保护效果和保护机制进行了研究。结果表明:该涂层能够显著降低这两种钢材的脱碳层厚度,并且随着保温时间的延长和加热温度的升高,涂层防脱碳性能仍然保持良好;该涂层通过形成致密覆盖层以及涂层中SiC的氧化反应而对钢材起到防脱碳作用。     

热浸渗铝硅合金Q235钢的抗高温腐蚀性能研究

研究了Q2 35钢经热浸渗纯铝和不同硅含量的铝合金后的抗高温氧化和抗热腐蚀性能 ,比较了纯铝渗层和铝硅合金渗层的抗高温腐蚀性能 ,并分析了硅元素的作用。结果表明 ,Q2 35钢经热浸渗纯铝和铝硅合金后的抗氧化性能基本接近不锈钢 ,而抗热腐蚀性能则明显优于不锈钢     

TiO2涂层耐蚀性能和抗高温氧化性能

用溶胶－凝胶法在碳钢表面制备TiO2涂层。用正交设计法对水解反应温度、涂覆次数、热处理温度和时间4因素进行了优化，并考察了上述4因素对涂层在10％（体积分数）H2SO4介质中的耐蚀性能和650℃空气气氛中的抗高温氧化性能的影响。