复合涂层对铝合金铸件表面硬度影响的研究

采用铸渗技术和旋转磁场在铝合金铸件表面涂渗Al2O3、Al2O3 Cr、Al2O3 WC、Al2O3 Ni、Al2O3 碳纤维、Al2O3 石墨涂层,以改进铝合金铸件的表面性能.试验结果表明,铸件表面硬度随涂层中Cr和WC加入量的增加而增加;涂层中碳纤维加入量为20%时,铸件表面硬度达到最大值;涂层中添加石墨和镍不能提高铝合金铸件的表面硬度,但镍可以改善铸件表面质量.铸件表面硬度随浇注温度和磁场搅拌电压的增加而增加,最佳浇注温度和搅拌电压分别为850 ℃和50 V.     

自动化切割用硬质合金表面涂层的力学性能

采用化学气相沉积法,在硬质合金材料表面制备Ti CN/Fe2O3/Ti N复合型涂层,研究复合型涂层的微观组织、硬度、物相和界面结合力。结果表明,沉积温度为1 200℃时,复合涂层的微观硬度为1 827 HV,其与基体的结合强度最大,临界载荷为134.9 N。     

TiN、Al2O3涂层对燃料裂解结焦的抑制效果研究

为抑制镍基不锈钢油道本身对吸热型碳氢燃料裂解的金属催化结焦积碳作用,采用化学气相沉积法在Ф3 mmφ0.5 mm,800 mm长的3128型不锈钢基体管道内表面分别沉积了TiN和Al2O3涂层,沉积温度分别为950和1050℃,沉积时间为3 h。通过SEM、EDS和XRD分析了涂层的形貌特征和组织结构。SEM结果表明,CVD法制备的TiN、Al2O3涂层结构均匀致密;EDS结果显示,实验制得的氮化钛涂层的组成为非化学计量比的TiN0.67,氧化铝涂层的Al和O原子比为1:3;XRD结果表明,实验所得到的TiN为立方晶相结构,Al2O3为惰性的α-Al2O3。以二甲苯为原料采用自制的超临界裂解装置对TiN、Al2O3涂层的钝化效果进行了评价。二甲苯超临界裂解实验结果表明,TiN涂层钝化效果不明显,而Al2O3涂层的钝化效果十分显著,达到2倍的钝化效果。     

32Cr2MoV钢表面电泳沉积氧化铝和氧化锆涂层*

采用电泳沉积法以硝酸铝和硝酸钇为溶胶原料,在溶胶制备过程中加入钇稳氧化锆(YSZ),然后利用电泳沉积和热压滤烧结相结合方法在32Cr2MoV钢表面制备氧化铝和氧化锆涂层。用扫描电子显微镜(SEM)对涂层表面及界面形貌进行观察,利用X射线衍射仪(XRD)对涂层物相组成进行分析,采用热循环氧化试验研究涂层对基体在900℃空气中高温氧化行为的影响。结果表明,利用电泳沉积法在32Cr2MoV钢表面制备了一层致密陶瓷涂层,经热压滤烧结后涂层由表层α-Al2O3和ZrO2、次表层Fe的氧化物以及靠近基体的Fe、Mo、Cr氧化物层组成,经900℃热循环氧化试验表明,陶瓷复合涂层对基体32Cr2MoV钢起到了一定的抗氧化保护作用。     

CVD Al2O3-SiO2系氧化物及其机理分析

研究了AlCl3-SiCl4-H2-CO2气相系统不同温度化学气相沉积Al2O3-SiO2系氧化物相组成及显微结构，分析了化学气相沉积过程机理。结果表明，CVD过程不能实现Al-Si化合物的均匀混合，不同温度沉积产物为不同变体Al2O3结合非晶SiO2或其固溶体复合氧化物，1050℃以下，随沉积温度提高，沉积物颗粒尺寸减小，1050℃可沉积出晶化较为完全的莫来石结合α—Al2O3，t—Al2O3和非晶SiO2致密涂层。     

Ni-20Cr-Y_2O_3弥散氧化物微晶涂层及其高温氧化性能

采用高频电脉冲沉积技术在Ni 2 0Cr合金表面上沉积MGH75 4ODS合金 ,获得了Ni 2 0Cr Y2 O3 弥散氧化物微晶涂层。在 10 0 0℃空气中对Ni 2 0Cr合金及施加涂层的试样进行 10 0h的氧化实验。结果表明 ,微晶化和添加弥散氧化物 (Y2 O3)促进了铬发生选择氧化形成Cr2 O3 氧化膜 ,提高了合金的抗高温氧化性能和氧化膜的粘附性。用AFM ,SEM ,EDS和XRD分别对Ni 2 0Cr合金与Ni 2 0Cr Y2 O3 弥散氧化物微晶涂层的形貌、结构和成分进行了研究 ,讨论了弥散氧化物微晶涂层改善Ni 2 0Cr合金高温氧化性能的协同作用机理。     

两种IC-6高温合金防护涂层的氧化行为

研究了IC-6高温合金及其防护性涂层NiCrAlY和NiCoCrAlY涂层在900～1100℃时的氧化.结果表明沉积NiCrAlY和NiCoCrAlY涂层后大大改善了IC-6合金的抗氧化性.在1000和1100℃时,NiCrAlY涂层的抗氧化性优于NiCoCrAlY涂层.900℃时,NiCrAlY涂层氧化膜主要是α-Al2O3,同时还含有少量的Cr2O3;而NiCOCrAlY涂层氧化膜为单一的α-Al2O3,但由于NiCoCrAlY涂层表面氧化膜不致密,降低了涂层的抗氧化性.1000℃氧化时,NiCrAlY涂层和NiCoCrAlY涂层的氧化膜主要由α-Al2O3和Cr2O3构成.     

CVD温度对钨沉积层组织性能的影响

以WF6和H2为反应气体,采用化学气相沉积法在纯铜基体上沉积出难熔金属钨涂层.分析研究了沉积温度对沉积层组织、结构、表面形貌及涂层致密度、硬度、耐磨性能的影响.试验结果表明:随着温度升高,沉积速率加快,涂层组织逐渐由柱状晶转变为树枝晶,表面粗糙度显著增加,膜层致密度、硬度下降,耐磨性降低.化学气相沉积钨的最佳工艺温度范围为550～650℃.     

阴极弧离子镀AlCrN涂层高温氧化后XPS分析

采用阴极弧离子镀方法在Ti C基金属陶瓷刀具表面沉积了Al Cr N涂层,进行了900℃下2 h高温氧化试验。通过SEM、EDS、XRD、XPS等手段分析了Al Cr N涂层高温氧化前后表面形貌、元素组成、物相组成及元素结合能,并讨论了Al Cr N涂层高温氧化及失效机理。结果表明,氧化前Al Cr N涂层由Al N、Cr N和Cr2N物相组成,其中Cr N表现出(200)的择优取向,氧化后其物相转变为抗高温的Al2O3、Cr3O4和Ti4O3氧化物;氧化前Al Cr N涂层中Al和N以Al—N键、Cr和N以Cr—N键存在,氧化后Al与O以Al—O键、Cr与O以Cr—O键方式存在,在涂层-基体结合界面处形成了致密的扩散层。     

反应磁控溅射法制备(Ti,Al)N薄膜的力学性能

以WF6和H2为原料,采用化学气相沉积法在纯铜基体上沉积出难熔金属钨涂层。分析研究了不同沉积温度(500℃,600℃,700℃)沉积层显微组织、表面形貌、表面粗糙度及相关机制。试验分析表明:随沉积温度升高,沉积速率加快,涂层组织柱状晶生长取向趋于杂乱;沉积层表面形貌发生明显改变,表面粗糙度显著增加。杂质颗粒对沉积组织有显著的影响,造成沉积表面粗糙度显著增加。     

Ni—20Cr—Y2O3弥散氧化物微晶涂层及其高温氧化性能

采用高频电脉冲沉积技术在Ni-20Cr合金表面上沉积MGH754ODS合金,获得了Ni-20Cr-Y2O3弥散氧化物微晶涂层。在1000℃空气中对Ni-20Cr合金及施加涂层的试样进行100h的氧化实验。结果表明,微晶化和添加弥散氧化物（Y2O3）促进了铬发生选择氧化形成Cr2O3氧化膜,提高了合金的抗高温氧化性能和氧化膜的粘附性,用AFM,SEM,EDS和XRD分别为Ni-20Cr合金与Ni-20Cr-Y2O3弥散氧化物微晶涂层的形貌、结构和成分进行了研究,讨论了弥散氧化物微晶涂层改善Ni-20Cr合金高温氧化性能的协同作用机理。     

K444合金表面CVD渗铝涂层在750℃空气中耐NaCl腐蚀行为

采用化学气相沉积(CVD)法在镍基高温合金K444表面制备了渗铝涂层。850、950和1050℃制备的涂层均为双层结构,外层是NiAl相,内层为互扩散区。涂层随沉积温度升高而增厚,3个沉积温度制备的CVD渗铝涂层厚度分别约为6.2、12.5和30.3μm。研究了K444合金及3个温度制备的CVD渗铝涂层在750℃NaCl+Air条件下的腐蚀行为。结果表明,K444合金表面发生氧化和氯化反应,腐蚀严重。而CVD渗铝涂层表面生成了保护性Al₂O₃,抗NaCl腐蚀能力增强,1050℃沉积温度下制备的CVD渗铝涂层抗腐蚀能力最强。     

C/C复合材料ZrB_2-SiC基陶瓷涂层的微观结构及氧化机理

为提高C/C复合材料在高温富氧环境中的抗氧化性能,采用两步刷涂+化学气相沉积法在C/C复合材料表面制备含Si_3N_4、MoSi_2、TaC等添加剂的ZrB_2-SiC基多层复合陶瓷涂层。利用XRD和SEM等分析测试手段研究涂层的物相组成和微观结构,并分析讨论涂层在900和1500℃的等温抗氧化机理。结果表明:利用两步刷涂+化学气相沉积法制备的ZrB_2-SiC基复合陶瓷涂层整体厚度约为200μm。Si3N4、MoSi_2可很好地促进ZrB_2-SiC基氧阻挡层的高温烧结,使涂层致密化,并提高涂层在900℃的抗氧化性能;与之相比,TaC则不能很好地发挥致密化作用,对涂层在900℃时抗氧化性能的提高有限。在900℃时,ZrB_2-SiC基陶瓷涂层的氧化过程主要受氧在涂层孔隙等缺陷中的扩散所控制,添加剂主要通过改变涂层的致密化程度来影响涂层的抗氧化性能。在1500℃氧化过程中,涂层抗氧化性能恶化,但致密的化学气相沉积SiC封填层的引入可显著改善涂层在1500℃时的抗氧化性能,涂层表面生成了完整的含有ZrO_2和ZrSiO_4等高熔点颗粒的SiO_2玻璃态氧化膜,为基体提供有效的氧化防护。     

等离子体电解阴极沉积Y2O3陶瓷涂层

在Y（NO3）3水溶液中,以Fe25Cr5Al合金为阴极,研究了等离子体电解阴极沉积Y2O3陶瓷涂层的规律。研究发现,当施加的槽电压超过临界值时,阴极发生气膜微弧放电,在合金表面沉积出Y2O3陶瓷涂层。研究了施加槽电压、沉积时间、Y（NO3）3浓度对沉积Y2O3陶瓷涂层的影响。扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）分析结果表明,获得的Y2O3陶瓷涂层表面具有熔融的特征,涂层致密与基体结合牢固。探讨了等离子体电解阴极沉积Y2O3涂层的机理。     

多弧离子镀Cr_2O_3涂层对γ-TiAl抗氧化性能的影响

用多弧离子镀技术在γ-TiAl金属间化合物表面制备了Cr2O3涂层,用SEM/EDX线扫描分析等手段研究了该涂层在900℃下的循环氧化行为.结果表明,γ-TiAl表面沉积Cr2O3涂层后,明显提高了γ-TiAl的抗循环氧化能力;在氧化过程中TiAl/Cr2O3界面处的低氧压促进了Al的选择性氧化,在TiAl一侧生成了一层富Al氧化物,该层富Al氧化物较好地阻止了TiAl中Ti的外扩散,从而抑制了TiO2的生长.     

化学气相沉积硬质合金TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN多层涂层的抗氧化性能

对化学气相沉积(CVD)法制备的硬质合金TiN/TiCN/Al2O3/TiN多层涂层试样在600~950℃温度范围内进行了氧化质量增加试验,采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析试样氧化前后相组成及微观组织。结果表明:复合涂层最外层为α-Al2O3时,涂层具有最佳的抗氧化能力;增加TiN/TiCN/κ-Al2O3/TiN复合涂层中TiCN和κ-Al2O3的厚度能大大提高涂层高温抗氧化性。TiN和TiCN涂层经600℃以上氧化后,产物均为金红石结构的TiO2,氧化后TiN/TiCN间的界面消失;经900℃以上氧化时,κ-Al2O3转变为α-Al2O3。     

冷喷涂纳米结构NiCrA1Y涂层在氩气气氛中的氧化行为

采用冷喷涂方法在镍基高温合金基体（Incone1738）上沉积纳米结构NiCrA1Y涂层,通过扫描电镜与能谱分析、X射线衍射,研究了在Ar气氛下热处理温度对氧化膜组织结构及成分的影响。结果表明,在Ar气氛下,经900℃处理后,涂层表面局部生成针状θ-Al2O3。在1000℃以上热处理后,涂层表面生成的球状的α—Al2O3,氧化膜均匀连续覆盖在涂层表面,但局部较厚的氧化膜呈现双层结构,外层为Cr2O3或尖晶石氧化物,内层为α—Al2O3且连续均匀。     

IC-6高温合金的氧化性能与防护

测定了IC－6高温合金在900℃－1100℃的氧化动力学曲线。结果表明：900℃，IC－6合金的氧化膜主要由α－Al2O3、NiAl2O4和NiO构成并含有少量的NiMoO4和MOo2.1050℃和1100℃氧化时，IC－6合金表面生成了挥发性很强的MoO3，发生了氧化失重，IC－6合金上沉积NiCoCrAlY涂层后，900℃，涂层的氧化膜主要为α－Al2o3；1050℃时，氧化膜主要为α－Al2O3和Cr2O3，大大改善了合金的抗氧化性；1100℃时，氧化膜主要由α－Al2o3、NiAl2O4和NiO构成，涂层虽然有一定的保护性，但效果不如900℃和1050℃时显著，形成以α－Al2O3和Cr2O3为主的氧化膜是使合金沉积NiCoCrAlY涂层后抗氧化能力大大提高的直接原因。     

NiCrAIY涂层对Ni基高温合金K17抗氧化性能的影响

采用电弧离子镀技术在铸造Ni基高温合金K17上沉积NiCrAlY涂层,测定了K17合金和NiCrAlY涂层在900℃～1100℃的氧化动力学曲线.实验结果表明:K17合金和NiCrAlY涂层在不同温度静态空气中氧化动力学曲线基本符合抛物线规律.900℃和1000℃时,K17合金上沉积NiCrAlY涂层后,明显改善了合金的抗氧化性.1100℃时,涂层的保护作用不如900℃和1000℃.900℃氧化时,NiCrAlY涂层氧化膜由α-A12O3和Cr2O3组成;1000℃氧化时,氧化初期,NiO、Cr2O3和A12O3 3种氧化物同时生成.随着氧化的进行,不仅氧化膜增厚,而且发生较复杂的反应,氧化膜的相组成发生变化.随着氧化温度升高,涂层和基体之间元素扩散加剧,Ti从基体扩散到涂层表面形成氧化物是导致涂层抗氧化性降低的原因之一.氧化膜从涂层上剥落下来,也导致了涂层抗氧化能力降低.     

冷喷涂纳米结构NiCrAlY涂层在氩气气氛中的氧化行为

采用冷喷涂方法在镍基高温合金基体(Incone1738)上沉积纳米结构NiCrAIY涂层,通过扫描电镜与能谱分析、X射线衍射,研究了在Ar气氛下热处理温度对氧化膜组织结构及成分的影响.结果表明,在Ar气氛下,经900℃处理后,涂层表面局部生成针状θ～Al2O3.在1000℃以上热处理后,涂层表面生成的球状的α-Al2O3,氧化膜均匀连续覆盖在涂层表面,但局部较厚的氧化膜呈现双层结构,外层为Cr2O3或尖晶石氧化物,内层为α-Al2O3且连续均匀.