高温拉压环境下DZ125高温合金的热障涂层失效

采用电子束物理气相沉积法（EB-PVD）在定向凝固Ni基高温合金DZ125基体上制备了NiCoCrAlY粘结层和YSZ陶瓷层，研究了高温拉压环境下热障涂层的失效模式，并对其进行了有限元分析。实验结果表明，热障涂层的失效与仅受热载荷作用下的有很大不同，仅有热载荷作用下的热障涂层裂纹多萌生于热氧化层（TGO）内部，进而扩展引起热障涂层的失效。而高温拉压试验后热障涂层体系存在两种裂纹，分别萌生于TGO／粘结层界面和粘结层／扩散层界面附近。有限元模拟结果显示TGO／陶瓷层和TGO／粘结层处存在应力状态的转变和应力值的突变，径向应力的突变导致了界面分离现象的产生，而轴向应力的突变加速了垂直于界面裂纹的扩展，并导致了试样的最终断裂。     

单晶高温合金热障涂层的循环氧化行为

在Ni基单晶高温合金基体上，采用磁控溅射沉积Ni30Cr12Al0.3Y粘结层，电子束物理气相沉积（EB－PVD）氧化锆陶瓷面层，制备了热障涂层。粘结层的晶粒尺寸小于100nm，为纳米结构，具有优异的抗氧化性能；陶瓷面层为柱状结构，有较好的应变允许度。XRD分析表明，沉积态的陶瓷层存在大量的非平衡正方相（t′），还有少量的立方相（c)和单斜相（m),t′相在冷却时不会转变为m，对陶瓷的高温稳定性有重要的作用。在1050℃下，对单晶合金基体和热障涂层进行了循环氧化实验。结果表明，单晶合金经过几次循环后氧化膜发生剥落，100次循环氧化后，表面氧化物主要由NiO和少量的Al2O3以及由于Kirkendell效应造成的孔洞组成；而热障涂层经过100次循环后，表面没有剥落，但有微裂纹出现，粘结层与陶瓷层之间的热氧化产物（TGO）为Al2O3。300次循环氧化后，TGO与粘结层之间有裂纹产生。     

粘结层预处理对PS-PVD沉积7YSZ热障涂层氧化行为的影响

目的提高PS-PVD沉积7YSZ热障涂层的抗高温氧化性能。方法采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)分别在未预处理和预处理(抛光+预氧化)的粘结层表面制备了柱状结构7YSZ热障涂层,并在大气环境下测试了柱状结构7YSZ热障涂层的950℃静态高温氧化性能。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪对高温氧化过程中的陶瓷层/粘结层界面形貌、TGO层结构演变进行表征。结果粘结层的抛光处理能够降低表面几何受力不均匀部位,抑制陶瓷层/TGO/粘结层界面处微裂纹的产生,同时粘结层的预氧化处理形成的薄而连续的TGO层能有效降低TGO的生长速度,抑制陶瓷层-粘结层之间的元素互扩散。柱状结构7YSZ涂层的高温氧化动力学曲线符合Wagner抛物线规律,粘结层未预处理和预处理的7YSZ热障涂层的氧化速率常数分别为0.101×10~(-12) cm~2/s和0.115×10~(-13) cm~2/s。结论粘结层预处理能有效改善等离子物理气相沉积7YSZ热障涂层的抗氧化性能。     

等离子喷涂热障涂层高温 TGO 的形成与生长研究

目的研究热障涂层(TBC)和纯粘结层(BC)在1100℃下的氧化动力学,探讨热障涂层中热生长氧化物(TGO)组织结构的演化规律。方法运用大气等离子喷涂技术(APS)制备涂层,对比分析热障涂层和纯粘结层涂层在1100℃下等温氧化2,5,10,20,50,100,200,350 h后TGO的厚度变化,并对粘结层表面和热障涂层截面分别进行XRD和SEM分析。结果热障涂层和纯粘结层在1100℃下的氧化动力学均遵循抛物线规律,其氧化速率常数分别为0.344,0.354μm/h0.5。等温氧化5 h后,TGO的主要成分为α-Al2O3;随氧化时间的增加,生成Cr2O3、尖晶石、Co O和Ni O的混合氧化物;等温氧化100 h后,Co O消失,Ni O的含量减少,Cr2O3和尖晶石氧化物的含量增加;等温氧化350 h后,TGO中出现了裂纹,但涂层仍未剥落,TGO最终由顶层多孔的混合氧化物层和底层具有柱状晶结构的α-Al2O3层组成。结论顶层陶瓷层(TC)对热障涂层氧化速率常数的影响很小。TGO中α-Al2O3首先形成并以柱状结晶的方式生长,混合氧化物在α-Al2O3上形成,TGO生长速度逐渐变缓。     

电子束物理气相沉积热障涂层的高温氧化行为

采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）在Ni-Cr-Al-Y粘结层上沉积Y2O3部分稳定的ZrO2陶瓷层（YSZ），进行了900，1000，1100℃的恒温氧化和1050℃的循环氧化实验，用扫描电镜（SEM），能谱（EDS）和X射线衍射（XRD）对样品进行观察分析，结果表明，恒温氧化最初20h，1100℃的增重比900℃和1000℃的都要小，热循环过程中产生的热应力和氧化物生长应力等导致粘结层氧化物（TGO）/NiCrAlY粘结层界面开裂，引起EB-PVD热障涂层失效。     

表面强化对EB—PVD热障涂层的高温氧化性能及结合强度的影响

采用电子束物理气相沉积（EB－PVD）方法在DZ22合金基体上沉积制得了在NiCoCrA1Y粘结层和YSZ（Yt-tria Stabilized Zirconia)陶瓷顶层组成的双层结构的热障涂层。研究了NiCoCrA1Y粘结层表面的喷丸强化处理对热障涂层的抗氧化性能的影响,利用MTS测试了经等温氧化不同时间后的热障涂层内部的结合强度,并采用SEM和XRD观察和分析了涂层的界面结合以及相组成。结果表明,等温氧化后热障涂层内部的结合强度急剧降低,在位伸和剪切应力作用下,涂层沿着TGO（Thermally Grown Oxide）层内部断裂失效,强度为0．3MPa的表面喷丸处理能显著提高热障涂层的抗氧化性能和涂层内部TGO层的结合强度。     

粘结层成分对单晶合金热障涂层寿命影响研究

采用电子束物理气相沉积工艺(EB-PVD)制备了针对第二代单晶高温合金的热障涂层,用SEM观察分析了不同成分粘结层的热障涂层热循环试验后的结构和晶体形貌,在N2条件下对比了不同成分粘结层材料与第二代单晶高温合金的热膨胀系数,分析了热循环试验后粘结层与热生长氧化(TGO)层成分、厚度及完整性情况。结果表明:NiCoCrAlYHf与第二代单晶高温合金热膨胀系数更为接近,匹配性更好;采用EB-PVD工艺制备的热障涂层在热循环试验过程中会产生大量垂直裂纹使涂层具有良好的应变容限;粘结层中Al元素含量的提高以及Hf等元素的加入,使得热循环试验后涂层TGO层的Al2O3纯度较高、生长缓慢无块状物生成,并且极大地改善了粘结层和合金基体的内氧化,涂层1 100℃循环氧化寿命达到1 200 h以上。     

高速微粒轰击对热障涂层热生长氧化物生长过程的影响

研究了高速微粒轰击NiCoCrAlY粘结层后的热障涂层热生长氧化物(TGO)的生长过程.结果表明:等离子喷涂涂层1050℃×72h高温氧化后TGO出现明显分层现象,而经过高速微粒轰击涂层1050℃×96h高温氧化后TGO形貌更为平坦且无分层现象发生.此外,NiCoCrAlY粘结层经高速微粒轰击后产生大量的位错网;TGO进入稳态氧化阶段时间缩短,稳态氧化阶段时间延长.涂层抗高温氧化性能明显提高.     

等离子热障涂层不同温度的氧化行为研究

采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDXS)、图像分析仪等方法研究了典型等离子喷涂热障涂层在不同温度下的恒温氧化行为,探讨了热障涂层内氧化物的形成过程.结果表明,随着温度的升高,氧化速率常数值增加,粘结层中的Al发生贫化,粘结层巾的氧化产物(TGO)层逐渐由氧化铝转变成以Ni、Cr为主的尖晶石类氧化物,热障涂层的氧化速率明显加快,并给出了温度与等离子喷涂热障涂层氧化速度常数之间的定量关系.     

铂铝涂层高温氧化的影响因素研究

研究比较沉积热障涂层和无热障涂层的镍基高温合金铂改性铝化物涂层在900,1000和1100℃空气中高温氧化生成的氧化铝层表面形态和断面结构。发现低铂含量涂层氧化初期热生长层(TGO)表面有放射状裂纹形成和长大,造成氧化铝的局部脱落,并在TGO与铂铝涂层界面形成空洞。涂层900℃循环氧化300h后TGO内部均形成空洞。而在1100℃氧化时,TBC陶瓷层的存在改变了两种铂铝涂层TGO的内应力变化趋势,升高温度使TGO厚度迅速增大,涂层寿命迅速下降。     

基于PROFIBUS的FMS研究

该文结合我院的实际情况和专业特点，介绍了一种基于PROFIBUS的集教学、科研和生产为一体的轴类零件柔性加工系统，它包括FMS的结构、组成和特点，同时对系统控制软件的结构作了分析和研究。     

高温合金钢污着生物的调查

调查了高温合金钢表面污着生物的种类、组成和生物量,并对调查结果作初步分析.结果表明,180铁合金、181镍合金和182镍合金3种高温合金钢在海中浸泡7a之后记录有9种附着动物,无藻类附着,其中布纹藤壶(Balanusamphitritacommunisdarwin)和多室草苔虫(Bugulanerti-nalinnaeus)是优势种,高温合金钢挂板上记录2种珊瑚:石花虫(Telestosp)和米氏齿珊瑚(Oulangla,stockesianamiltoniYabeetEguchi)固着于试板.初步分析高     

对涂油金属电极电化学不均匀性研究

采用丝束电极,对涂油金属的电化学不均匀性进行了研究。结果表明,丝束电极表面电化学状态是均匀的,涂油金属的腐蚀电位及油膜电阻的分布是不均匀的;油溶性缓蚀剂的加入,可以使涂油金属的腐蚀电位正移,可以减少或消除油膜低阻区。     

流体力学因素对冲刷腐蚀的影响机制

综述了流速流态,攻角以及颗粒性质等流体力学因素对冲刷腐蚀的影响机制,讨论了流体力学的因素的重要性、流体力学条件的描述、关键的流体力学参数以及扰流条件下局部流速流态的获取,并论述了如何从流体力学方面控制冲刷腐蚀。     

基于机器人焊接的视觉传感系统研究综述

综述了焊接机器人传感系统的研究现状，比较了目前常用的焊接机器人传感技术，重点分析了被动视觉技术和基于激光三角测量原理的主动视觉技术在焊接中的应用，并给出了国内外的开发实例。     

海上平台生产管道的服役寿命分析

根据我国南海某油田平台生产管线的历年穿孔记录,分析了影响管线服役寿命的因素.结果表明,管输流体流速对管线服役寿命起决定作用.从统计曲线上估算了临界流速的大小,当流速超过上述临界值时,管线服役寿命不会超过2年;临界流速从2004年时的4.5 m/s下降到2004年后(2005、2006到2007年至今)的2.0 m/s,是造成该油田近年来穿孔频率加大的根本原因.     

机动管线防护涂层的选择探讨

机动管线是用于实施油料补给的装配式钢质管线，正确选择防护涂层具有重要意义。文章分析了槽头型机动管线的使用情况和腐蚀情况，讨论了防护涂层应具备的性能和机动管线的防护方式，指出其外层适宜采用镀锌防护，内层适宜采用环氧粉末涂层防护。     

钢铁材料在海水中阴极氧还原反应研究进展

概括地介绍了海水中溶解氧在钢铁材料表面上的还原机理，综述了钢铁材料表面氧化膜、生物膜、海水中离子对氧还原反应的影响，总结了应用于氧还原反应研究中的测试方法.     

氢对纯镍钝化膜的影响

研究了氢对纯镍阳极极化和钝化膜形成及耐蚀性能的影响。结果表明：预充氢会降低纯镍的自腐蚀电位,使其出现明显的活化区和临界钝化电流,缩短钝化区域;提高钝化电流密度和延长钝化膜的形成时间。固溶氢降低钝化膜的稳定性,增大膜的自活化能力;并导致钝化膜出现明显的孔蚀,膜的孔蚀电位随固溶氢含量的增加而降低。     

镀锌板的有机硅烷钝化技术及其研究进展

综述了有机硅烷的结构、分类、钝化工艺和缺陷,以及有机硅烷在镀锌板上的研究进展和耐蚀性能.