粉末冶金靶材多弧离子镀HY3涂层抗氧化性能

目的 研究靶材制备工艺对多弧离子镀(Arc ion plating,AIP)MCrAlY涂层抗氧化性能的影响。方法 采用粉末冶金方法制备NiCrAlYSi(HY3)靶材,然后采用AIP在DZ125合金基体上制备HY3涂层。在1 100 ℃下对粉末冶金靶材制备涂层进行200 h的静态氧化实验,采用SEM、XRD等对靶材和氧化前后的涂层进行微观组织分析,并与传统铸造靶材进行对比。结果 采用粉末冶金方法制备的靶材成分更加均匀,相尺寸约为5 μm,相较于铸造靶材降低了1个数量级。采用粉末冶金靶材制备的涂层(P涂层)元素分布更均匀、β相含量更高。经过1 100 ℃、200 h的高温氧化,P涂层的氧化增量为1.01 mg/cm²,低于铸造靶材制备的涂层(C涂层,1.10 mg/cm²)。在200 h后,P涂层表面的热生长氧化物(TGO)完整,而C涂层表面的TGO出现了剥落现象,P涂层的活性元素均匀分布,促进TGO内生成了少量弥散分布的钉扎氧化物Y2Hf2O7,提高了TGO的抗剥落能力。更高的β相含量促进了氧化初期θ−Al2O3的快速生成,有利于P涂层生成保护性能更好的TGO。结论 粉末冶金靶材成分的均匀性优于传统铸造靶材,采用粉末冶金靶材制备的HY3涂层的抗高温氧化性能优于铸造靶材制备的HY3涂层。     

DZ125合金再涂覆CoCrAlY涂层界面互扩散行为研究

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)方法在DZ125镍基高温合金上制备了CoCrAlY涂层,经过高温氧化扩散处理后,通过物理方法去除不同深度的涂层,采用相同的工艺重新制备了CoCrAlY涂层.研究了高温扩散过程中再涂覆CoCrAlY涂层与DZ125合金基体界面的互扩散行为及涂层的高温氧化行为.结果表明,去除涂层的深度对再涂覆涂层与合金界面的扩散行为以及涂层的高温氧化性能有重要影响.再涂覆涂层经高温氧化后形成的贫Al区厚度均小于首次涂覆涂层,且去除的深度越浅,贫Al区的厚度越薄.当涂层去除至互扩散区(IDZ)底部时,再涂覆涂层经高温氧化后形成的IDZ厚度与首次涂覆涂层相当,且氧化膜厚度较薄.     

Ru/NiAlHf涂层在单晶高温合金界面的互扩散及循环氧化行为

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)的方法在第二代镍基单晶高温合金N5上先后沉积Ru层和NiAlHf涂层。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等研究Ru/NiAlHf涂层与合金基体在1 100℃的界面上的互扩散行为及高温循环氧化性能。结果表明:在扩散初期,涂层与合金基体界面上处形成了不连续的Ru2AlTa相,该相有效抑制了高温合金基体中难熔元素的外扩散,而当扩散时间延长至100 h时,该相消失,同时合金基体中形成了少量拓扑密堆相(P-TCP),但未形成二次反应区(SRZ)。Ru/NiAlHf涂层在1 100℃循环氧化150h后氧化膜仍未出现显著剥落,表现出了良好的抗循环氧化性能。     

基于铁矿石进口代理制的思考

铁矿石贸易受到众多学者的关注,研究主要集中于铁矿石谈判的定价权问题。而缺失铁矿石定价权,以及国内铁矿石市场秩序混乱的真正原因是国内定价机制,即铁矿石进口代理制。该机制的运行势必造成国内铁矿石市场出现计划经济色彩的价格双轨制,导致不公平竞争、垄断、寻租等一系列市场失灵的现象发生。本文针对铁矿石进口代理制的特点展开分析,认为从日本借鉴的该机制与中国国情有所不符,尝试提出一种铁矿石进口代理机制的本土化思路。     

CMAS环境下电子束物理气相沉积热障涂层的热循环行为及失效机制

航空发动机涡轮叶片工作时表面经常产生CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂(简称CMAS)等沉积物。本文中研究了电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备ZrO₂热障涂层(TBCs)在CMAS环境下的热循环行为及失效机制。结果表明, 在1200℃热冲击条件下, 表面涂覆CMAS的热障涂层的热循环寿命低于100次, 而未涂覆CMAS的涂层寿命达到500次以上, CMAS 的存在加速了热障涂层的剥落失效。在1200℃经过210次循环后, ZrO₂陶瓷层与CMAS之间形成了约8 μm厚的互反应区, 其形成主要与CMAS中Ca²⁺内扩散有关。CMAS环境下热障涂层陶瓷层产生大量横向裂纹, 涂层的失效主要以陶瓷层片状剥落为主。     

等离子体激活电子束物理气相沉积NiCoCrAlY涂层的制备及微观组织结构研究

针对传统电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备的柱状晶结构MCrAlY涂层存在线性缺陷的问题,本文建立了等离子体激活EB-PVD(PA EB-PVD)设备,并采用PA EB-PVD技术制备出了具有等轴晶结构的新型NiCoCrAlY涂层。结果表明,增大电弧放电电压和基板偏压均可以提高沉积粒子的能量。随着沉积粒子能量增强,涂层逐渐由柱状晶结构转变为致密等轴晶结构,晶粒尺寸增大;另一方面,涂层成份离析效应增强,主要体现在Al含量降低和Cr含量升高。     

Gd2Zr2O7陶瓷的高温热物理性能及Gd2Zr2O7-8YSZ双涂层制备

通过高温固相合成方法制备了烧绿石结构Gd₂Zr₂O₇陶瓷材料,研究了其高温相稳定性和热物理性能。采用电子束物理气相沉积方法制备了Gd₂Zr₂O₇-8YSZ(8%Y₂O₃-ZrO₂)双陶瓷层结构热障涂层,分析了涂层顶层的晶体结构和原子数量比。结果表明,Gd₂Zr₂O₇在室温至1500℃范围内具有良好的相稳定性,比第一代热障涂层8YSZ的高温相稳定区间提高250℃以上。Gd₂Zr₂O₇块材的热膨胀系数在100~1500℃范围内介于8.8×10^-6~11.0×10^-6 K^-1之间,与8YSZ接近; 在1000~1400℃高温区间,热导率约为1.0 W(m·K)^-1,比8YSZ降低一半左右。沉积制得的Gd₂Zr₂O₇涂层化学成分符合化学计量比,为烧绿石结构,涂层呈现典型的柱状晶结构。