钽钨合金Si-Ti-Hf高温抗氧化涂层的制备及性能研究

钽钨合金(Ta-10W)具有较高的高温强度、优良的耐腐蚀性及良好的延展性、可焊接性,广泛应用于航空航天、原子能工业等领域,但在500℃时会出现"pest"氧化现象,成为制约其应用的主要因素,因此必须在其表面制备高温抗氧化涂层加以防护.主要采用料浆熔烧法,在钽合金表面制备出了均匀致密平整的Si-Ti-Hf硅化物涂层,涂层...     

钽钨合金螺套高温抗氧化涂层制备研究

研究了一种能够在高温环境中与钽钨合金配套使用,具有韧性好、与基材结合力强、结构致密、性能优异的钽钨合金高温抗氧化涂层材料及其制备方法,解决了新型超音速发动机研制中钽钨合金螺套高温抗氧化防护涂层制备的难题。使钽钨合金涂层能够广泛应用在航空航天、武器装备、原子能及化工工业领域中类似弹簧螺套这种在安装或工作过程中会产生形变时涂层不会受损的高温结构部件上。     

铌合金抗高温氧化涂层研究现状及发展趋势

铌合金表面抗高温氧化防护涂层分为耐热合金涂层、贵金属涂层、铝化物涂层以及硅化物涂层等几类。本文综述了各类涂层材料的特点、应用、研发现状以及硅化物涂层的制备技术,对硅化物涂层研究中存在的问题及今后的发展方向进行了分析和探讨。     

料浆烧结法制备改性Si-Cr-Fe高温抗氧化涂层的研究

采用料浆法在铌合金表面制备了Ge改性的Si—Cr-Fe系高温抗氧化涂层，分析了涂层氧化前后的表面和截面形貌、组织成分、相的分布等。将两次加涂后的涂层与一次加涂后的涂层形貌、组织和抗氧化性能进行了对比。结果表明：C-103铌合金表面的Si—Cr-Fe料浆熔烧涂层中，主体层是较致密的复杂硅化物相（Cr，Fe，Ge，Nb）Si2；扩散过渡层是致密的（Cr，Fe，Ge，Nb）5Si3相和少量（Cr，Fe，Ge，Nb）Si2的混合物；二次熔烧的涂层比加涂一次的涂层系统表面组织较均匀、致密，具有更宽的过渡层，对提高涂层的高温抗氧化性能有利；过渡层可有效阻止裂纹的进一步扩展，从而提高涂层的高温抗氧化性能。     

航天发动机用铌钨合金复合硅化物涂层制备及性能研究

采用叠层料浆熔烧法在铌钨合金上制备复合硅化物涂层,旨在综合提升铌钨合金的静载长程抗氧化能力和抗热震能力。实验结果显示,涂层具有良好的耐高温、抗氧化性能,在1 800℃下的静态抗氧化寿命达到了640 min以上,1 700℃下抗热震性能达680次以上,经1 500℃氧乙炔火焰冲刷3 600 s后仍完好无损。经长时间氧化测试后,涂层开始贫Si化,同时Nb含量因扩散作用而显著增加;当表层开始出现富Nb氧化物时,涂层失效。此外,涂层与铌钨合金仍然存在热膨胀系数失配的问题,导致1 700℃热震测试达680次以上时,涂层开始出现宏观裂纹,进而引起涂层失效。     

W-Mo对Si-Cr-Ti高温抗氧化涂层组织的影响性能研究

在Nb521合金表面利用料浆烧结法制备了Si-Cr-Ti-W-Mo涂层,并对这种涂层在1 700℃静态空气中的静态氧化行为进行了测试和研究。利用扫描电镜(SEM),对涂层在氧化过程中的微观组织形貌进行了测试和分析,得出:加入过多的W、Mo元素会造成二次熔烧后部分未固熔的W、Mo在表面形成不熔的颗粒依附在涂层的表面,在涂层表面形成沟壑,氧气会沿着沟壑直达涂层内部,加速涂层的氧化,降低涂层高温抗氧化性能,适量的W、Mo元素可提高涂层高温抗氧化性能。     

铌合金及其抗氧化涂层研究进展

铌合金因其高熔点、低密度、高强度、加工性能好等诸多优良特性,被广泛应用于航空、航天、核工业等领域,国内外针对不同的应用场景已经研发出几十种不同的铌合金。但铌合金在高温下极易氧化使得其使用受到限制,研究者通过在铌合金表面制备不同的抗氧化涂层显著提高了其高温抗氧化性。本文对铌合金及其抗氧化涂层的研究进展进行了综述,重点介绍了目前应用广泛的几种铌合金和抗氧化涂层,并讨论了存在的问题,最后对铌合金及其抗氧化涂层的研究方向进行了展望。     

镍代钴基高温合金涂层组织及抗氧化性能研究

分析了等离子堆焊钴基高温合金Co-02、部分镍代钴基合金Co-04和镍基代钴基合金ND Co-02粉末涂层的金相组织、氧化膜形貌及其能谱、氧化膜断面形貌及其能谱。结果表明：三种合金涂层的金相组织均为白色奥氏体基体加细小Cr7C3、Cr7(C，B)3共晶Co-02生成Cr2O3选择性外氧化保护膜，Co-04和ND Co-02有明显的局部贫Cr区，生成CoCr2O4和NiCr2O4尖晶石结构保护性氧化膜，有效地提高了抗氧化性；三种合金均具有优良的抗氧化性能，且按ND Co-02、Co-04、Co-02顺序依次增强。评定了它们的抗氧化级别。     

钼及其合金高温抗氧化涂层的制备

介绍了料浆熔烧法制备钼及其合金高温抗氧化涂层的制备工艺、涂层性能、性能检测方法以及应用和发展前景.     

料浆法制备铌合金和钼合金高温抗氧化涂层

介绍了料浆法制备铌合金和钼合金高温抗氧化涂层的工艺过程，涂层试验方法、性能、结构及应用情况。     

铌—钽—钨合金条生产工艺研究

铌－钽－钨合金条作为Ｃ１０３合金的原料，对Ｔａ、Ｗ以及气体杂质Ｃ、Ｏ要求严格，并且在端头取样，这就给生产增加了难度。本文对粉末冶金法生产Ｎｂ－Ｔａ－Ｗ合金条的工艺进行了研究，确定了控制Ｃ、Ｏ的工艺参数。摸索出了使Ｔａ、Ｗ均匀分布的办法，提出了合理的工艺方案。     

Nb-Ti-Al基合金防护涂层制备及其抗氧化机理研究

采用真空电子束和电弧炉熔炼制备Nb–Ti–Al基合金,采用料浆熔烧法在合金表面制备Si–Cr–W涂层。在1250℃下对涂层进行氧化测试,通过扫描电镜、能谱分析方法分析涂层测试前后的微观形貌变化以及成分分布。分析结果显示,涂层由Nb、Ti、Cr、W等金属硅化物组成,依靠金属硅化物的氧化分解形成SiO_2和复合金属氧化物来实现对合金的高温氧化防护。在氧化测试100 h以后,涂层外层因氧化而疏松,但内层未被氧化依然致密,说明该涂层具有良好的高温抗氧化能力。     

ICP-AES法测定高温合金中钽的研究

研究了采用ICP-AES法测定高温合金中钽的谱线选择、基体及合金元素的干扰、钽标准溶液的配制以及样品处理对测定结果的影响。确定了240.063 nm作为钽的分析线,在此波长下,高温合金中大量镍、铬、钨、钼、铝、钛、铌等元素不干扰测定,铁、钴的背景影响采用基体匹配办法克服。为了防止钽的水解,钽的标准溶液适宜用氢氟酸和草酸铵介质。溶样时,滴加氢氟酸处理样品可得到稳定结果,此外,采用适宜比例的硝酸和盐酸混合酸溶样后,硫酸冒烟处理也可以得到稳定结果。方法已用于高温合金中钽的测定,相对标准偏差为0.42%~0.97     

电弧离子镀电弧电流对铬涂层锆合金高温抗氧化性能的影响北大核心

采用电弧离子镀膜技术在Zr合金表面制备Cr涂层,研究电弧电流对Zr合金高温抗氧化性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对涂层的微观结构和物相组成进行表征,分析电弧电流对Cr涂层锆合金1200℃抗氧化性能的影响。结果表明,较高的电弧电流可以在单位时间内获得较厚的Cr涂层,电弧电流为80 A时,涂层表面最光滑,膜基结合性能最优。1200℃高温氧化后Cr涂层主要由Cr_(2)O_(3)、Cr和Cr-Zr组成,Cr涂层氧化后生成了致密的Cr_(2)O_(3)层,Cr_(2)O_(3)层可有效阻止O元素向Zr基体内部扩散。当电弧电流为80 A时,Zr基体上的Cr涂层对基体的保护性能最优。     

钽钨合金高温抗氧化复合涂层制备研究

钽钨合金具有高熔点、高热强性和良好的加工性能,是航天飞行器关键高温部件的主要结构材料,但在高温工作环境中易发生氧化,必须在合金表面制备高温抗氧化涂层加以防护。本文采用料浆熔烧法,在Ta10W合金表面制备高温抗氧化复合防护涂层,通过涂层制备,性能测试,SEM对涂层的微观形貌分析,对涂层特性及工作机理进行研究。结果显示制备的Ta10W合金复合涂层1800℃静态抗氧化寿命25h,1950℃静态抗氧化寿命5h。涂层与基体结合良好,高温条件下涂层对基体形成了良好的保护,产品在超音速飞行器中得到了应用。     

等离子体喷涂高温抗氧化涂层制备与表征

高温抗氧化涂层是高温结构材料的重要研究内容之一。为了提高抗氧化涂层的性能,人们致力于新的涂层制备工艺和涂层材料开发。近年来,中国科学院上海硅酸盐研究所采用等离子体喷涂技术制备了非氧化物高温抗氧化涂层,并取得了初期结果。本文简要介绍采用大气和真空等离子体喷涂技术制备的MoSi2涂层具有良好的高温抗氧化性能;等离子体喷涂硅...     

无氧铜表面钨涂层制备及结合性能研究北大核心

采用化学气相沉积(CVD)工艺在无氧铜表面制备钨涂层,利用热等静压扩散连接工艺对铜钨复合界面进行热处理,得到铜钨复合材料。采用SEM、金相显微镜观察涂层及铜钨界面微观形貌,用胶粘和钎焊两种测试方法评价铜钨界面结合强度。结果表明,钨涂层显微组织为柱状晶,涂层厚度及界面均匀;结合强度测试过程中涂层均未剥落或损伤,表明钨铜界面结合强度大于胶粘界面和钎焊界面的结合强度。     

料浆烧结法制备改性Si-Cr-Ti高温抗氧化涂层的研究

采用料浆烧结法制备了C-103铌合金上的改性Si—Cr—Ti高温抗氧化涂层，在涂层料浆中添加活性元素Zr和稀土氧化物Y2O3。进行了1200℃静态抗氧化实验，室温-1200℃的热震实验，1200℃间断氧化增重实验。利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线(XRD)等分析研究了涂层的形貌、结构、元素分布、相分布等。结果表明：涂层由两层组成，其外层是涂层主体，由复杂的(Yb，Cr，Ti，Zr)Si2相组成；中间扩散过渡层为致密的NbSi2相和少量Nb5Si3相共存。加改性元素Zr和稀土氧化物Y2O3能增加涂层的致密度和扩散过渡层宽度，改善涂层体系的抗氧化性能。扩散形成的过渡层与基体、涂层主体层之间的界面平直；过渡层本身致密，且能有效阻止裂纹的进一步扩展和氧向基体的扩散。     

Ni-Fe-Cr基高温合金表面AICrN涂层制备及高温氧化性能

采用阴极弧离子镀法在Ni-Fe-Cr基高温合金表面制备了AlCrN涂层.通过电子扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和X射线光电子谱仪等分析了AlCrN涂层表面和界面的形貌、能谱、物相以及结合能谱,并进行了800和900℃高温氧化实验,研究了AlCrN涂层抗高温氧化性能及其机理.实验结果表明：AlCrN涂层主要成分为Al、Cr和N元素,添加Al元素后表现出较强的AlN择优取向;Al2p峰谱为Al—N和Al—O结合键,Cr2p峰谱为Cr—O和Cr—N结合键,N1s峰谱以Cr—N和Al—N的形态存在,另外含有少量的N—Cr—O和N—Al—O结合键;经过高温氧化后AlCrN涂层表面氧化物为Cr²O³,对高温合金基体有良好的保护作用.     

料浆涂覆法制备W-Si-ZrO_2-Y_2O_3高温抗氧化涂层的组织与高温氧化行为

采用料浆涂覆和多步反应烧结工艺在难熔钨合金表面制备W-Si-ZrO_2-Y2O3高温抗氧化陶瓷复合涂层,对涂层的成分、组织特征及1 700℃下的抗氧化性能进行分析。结果表明,在反应烧结过程中涂层形成了以WSi2为主体,ZrO_2和Y2O3均匀分布的多相陶瓷复合结构,涂层与基体形成良好的冶金结合。涂层在1 700℃空气环境中具有良好的抗氧化性能,高温下其表面生成光滑致密的Si O2玻璃膜,有效抗氧化寿命达14 h。