铂改性铝化物涂层的高温氧化

研究镍基高温合高铝与低铝活度简单涂层和铂改性渗铝涂层在１１００℃空气中的氧化物行为,在４００ｈ内,各涂层的氧化均遵循抛物线规律,两种铂铝涂层显示出良好的保护性,经１００ｈ氧化后,只有较小的增重和较小的抛物线速率常数、Ｐｔ的存在,通过阻止合金穿过Ａｌ２Ｏ３膜向外扩散,形成更纯的、结合力更好的Ａｌ２Ｏ３膜,并且Ｐｔ的存在抑制γ＇－Ｎｉ３Ａｌ相的形成,扒尺涂层的高温退化和高铝活度涂层中非氧化瘤的生产。     

铝化物高温防护涂层的现状

介绍了高温防护涂层的主要类型、制备方法及其失效方式，重点突出了铝化物涂层在高温防护领域的重要性和高温涂层、高温氧化问题研究的重要性，从而点出了应该进一步深人地研究铝化物涂层高温氧化规律的重要意义。     

DZ40M钴基合金低压气相沉积铝化物涂层的高温氧化相变

研究了ＤＺ４０Ｍ钴基合金低压气相沉积简单铝化物和钛改性铝化物２种涂层的形成及其高温氧化时的相变退化过程。     

DZ—40M钴基合金低压气相沉积铝化物涂层的高温氧化行为

以新型定向凝固钴基合金ＤＺ４０Ｍ为基体,对其低压化学气相沉积铝化物涂层的高温氧化行为作初步探讨。结果表明,该涂层在９００－１１００℃的静态空气氧化过程中有一个平稳期,沉积渗剂中加入Ｔｉ及提高氧化温度均可加速涂层的氧化和退化,使平稳期提前结束,由于生成了θ－Ａｌ２Ｏ３,使得９００℃时的氧化增重大于１０００℃时的氧化增重,而１０００℃时的氧化增重又大于１０５０℃时的氧化增重。     

Pt改性镍基高温合金铝化物涂层研究进展

综述了镍基高温合金上抗高温氧化的Pt改性β-(Ni,Pt)Al涂层和γ-γ′型涂层,重点介绍了Pt改性铝化物涂层制备工艺,不同工艺条件下涂层的微观结构,Pt增强铝化物涂层抗氧化性能的作用机理,Al对涂层高温氧化性能的影响,并从元素互扩散、相变、表面起伏等方面描述了涂层退化过程,最后对Pt改性铝化物涂层发展进行展望。     

DZ40M钴基合金铝化物涂层的循环氧化

以新型定向凝固钴基高温合金ＤＺ４０Ｍ为基体,研究其低压化学气相沉积铝化物涂层的循环氧化行为,发现该涂层具有较高的抗循环氧化性能,涂层与基体结合良好。涂层退化主要是由外表面氧化膜的愈合消耗Ａｌ源所造成,沉积渗剂中加入Ｔｉ可加速涂层的退化。     

钴基超合金铝化物涂层的高温氧化寿命

通过分析钴基超合金外扩散型铝化物涂层的高温氧化及退化行为 ,并采用近似方法推算 ,得出了这类涂层氧化和退化与时间的关系。研究表明 ,涂层外侧退化主要由氧化反应驱动力所控制 ,涂层的外侧退化速率正比于其氧化速率 ;而涂层的氧化寿期近似正比于其主体层厚的平方。运用氧化退化与时间的关系式 ,进行简便的辅助实验 ,即可预测出这类涂层的高温氧化寿命。     

钛合金表面熔烧铝化物涂层抗氧化性

采用熔烧法在TC11基体上制备铝化物涂层,对涂层的制备工艺进行了研究,利用扫描电镜(EDS)、X衍射仪(XRD)对涂层的形貌及相结构进行分析,并通过氧乙炔熔烧法对涂层的抗氧化性能进行测试.结果表明:在TC11表面可制备出膜基结合好的涂层,涂层以Al<,3>Ti为主要相,厚度为70～100μm,该涂层可在高温下生成Al<,2>O<,3>,具有良好的瞬时抗高温氧化性.     

铂改性铝化物涂层的热生长层内应力研究

研究了镍基高温合金热障涂层系统中铂改性铝化物粘结层在空气中非连续高温氧化生成的Al2O3层内应力状态及相应的粘结层微观结构。利用Raman光激发荧光谱技术,发现铂铝粘结层在900℃氧化初期生成了θ-和α-Al2O3,而在1100℃氧化时,表面则形成连续致密的α-Al2O3层。通过α-Al2O3的光激发荧光谱偏移量,计算得到了热障涂层中热生长层的内压应力略高于3.0GPa。铂改性铝化物涂层表面Al2O3"背脊"处的内应力相对较低,同时由于没有陶瓷层的压制,生成的Al2O3起伏较大,并发生局部的Al2O3脱落。随氧化时间延长,由于Al元素沿晶界扩散较快,导致更多的γ′-Ni3Al在粘结层晶界处形成,粘结层中基本相β-NiAl向γ′-Ni3Al转变,改变了粘结层本身的热膨胀系数,引起热生长层中内应力变化。     

钯改性铝化物涂层的工艺及组织

研究了用二氯二氨基钯为主盐电镀Ｐｄ及Ｐｄ－Ｎｉ合金的配合及工艺条件,再通过传统固渗铝方法制备高温合金Ｍ３８的防护涂层。研究了镀层状态、渗铝方式、渗铝活化剂、预扩散处理等工艺条件对钯改性铝化物涂层组织的影响,经ＸＲＤ,ＥＰＭＡ及金相观察,发现该涂层为固溶Ｎｉ的β－ＰｄＡｌ或固溶Ｐｄ的β－ＮｉＡｌ单相结构,随工艺改变,涂层中Ｐｄ,Ｎｉ含量不同。     

镍基高温合金上Co改性铝化物涂层的组织结构与耐蚀性能

为研究Co改性铝化物涂层在室温环境中的耐蚀性,利用包埋法渗Co和气相沉积渗Al(两步法)制备出两种不同Co含量的Co改性铝化物涂层,采用XRD、SEM、EDS分析涂层的组织结构。结果表明:850℃和1 000℃渗Co涂层外层和内层均为γ-(Ni,Co)相,内层有氮化物/碳化物相析出。Co改性铝化物涂层与简单NiAl涂层结构一致,外层为β-(Co,Ni)Al相,内层为互扩散区含有大量的富Cr(W)相。简单NiAl涂层的自腐蚀电流为0.04μA/cm2,约为Co改性铝化物涂层的十分之一。这说明在涂层中添加Co降低涂层的耐蚀性,一方面因为Co的腐蚀电位(-0.28V)低于Ni的腐蚀电位(-0.25V),另一方面因为渗Co过程中产生的夹杂物与涂层电位不一致,容易成为微阴极区,加速涂层的腐蚀。     

Formation and Characterization of Titanium Modified Aluminide Coatings on IN738LC

Up to now, the aluminide coatings used to protect industrial components at high temperature and corrosive environments have been modified by Pt, Cr, Si and Ni. In this investigation, aluminide coatings were modified by titanium and the microstructural feature and formation mechanism were evaluated. The coatings were formed on a Ni-based superalloy(IN738LC) by a two stage process including titanizing at first and aluminizing thereafter. Pack cementation titanizing performed at temperatures 950℃ and 1050℃ in several mixtures of Ti, Al2O3 and NH4Cl. At the second stage,aluminum diffused into surface of the specimens by an industrial aluminizing process known as Elcoatl01(4 hrs at 1050℃C). The modified coatings were characterized by means of standard optical microscopy, scanning electron microscopy,energy dispersive spectroscopy and X-Ray diffraction methods. The results show that Ti in the coatings is mainly present in the form of TiNi and Al67CrsTi25. Titanium modified coatings grew with a mechanism similar to simple aluminizing; this includes inward diffusion of Al from the pack to the substrate and then outward diffusion of Ni from the substrate to the coating. The advantages and characteristics of this two-stage modified coating is discussed and the process parameters are proposed to obtain a coating of optimum microstructure.     

分散剂Y2O3对渗铝层的影响

通过改变传统渗剂来研究分散剂（Al2O3，Y2O3）在渗铝过程中的作用和对渗铝层的影响。利用XRD和SEM对渗层相的组成、氧化前后表面形貌进行分析。结果表明：分散剂Y2O3在最初的渗铝过程中参加了渗铝过程，不仅防止铝粉粘结，而且影响渗层相的组成。分散剂为Al2O3时，渗层主要为Al3Ti＋AlTi＋AlTi3相，而分散剂中含有Y2O3时，渗层土要为AlTi3相，这与传统渗铝机理认为分散剂在渗铝过程中不参加渗铝反应相矛盾。同时，分散剂也影响着渗铝层氧化前后的表面形貌及Al2O3的晶格类型。     

丝网印刷法制备Y改性CuMn2O4尖晶石涂层研究

目的 提高SOFC金属连接件CuMn2O4尖晶石涂层高温抗氧化性能和导电性能。方法 采用溶胶-凝胶法制备Y改性CuMn2O4尖晶石粉末,采用丝网印刷技术在SUS430合金表面制备Y改性CuMn2O4尖晶石涂层。利用XRD、SEM表征Y改性CuMn2O4尖晶石粉体及涂层的物相结构及微观形貌。利用氧化增重实验研究Y改性前后CuMn2O4尖晶石涂层试样在800 ℃空气中氧化168 h的高温氧化行为,通过“四点法”测量涂层在高温氧化过程中的面比电阻值。结果 CuMn2O4尖晶石粉末的晶格常数随着稀土Y含量的增大而增大,当Y元素的含量为0.02 mol/L时,晶格常数增幅趋于平缓,此时所得粉体物相结构稳定,结晶程度较好,晶粒尺寸细小且颗粒间团聚现象较少。Y改性前后CuMn2O4尖晶石涂层试样的氧化动力学曲线均遵循抛物线氧化定律,其氧化速率常数分别为9.39×10-5、6.31×10-5 mg2/(cm4?h)。Y改性CuMn2O4尖晶石涂层试样在800 ℃氧化168 h时的面比电阻值约为26.2 m??cm2,低于未改性涂层试样的面比电阻值（约27.3 m??cm2）。结论 Y改性CuMn2O4尖晶石涂层能有效改善金属连接体的高温抗氧化性能和导电性能。     

Formation and Characterization of Titanium Modif Aluminide Coatings on IN738LC

HISTORICALLY superalloys have been used in gasturbine applications with a protective coating to combatoxidation problems in aero engines and hot corrosionproblems in industrial and marine engines.Theprotective coatings used are predominantly of thediffusion type produced by variety of techniques suchas pack cementation,chemical vapor deposition,slurryfusion and hot dipping[1,2].The purpose of this typeof coatings is to increase the amount of Al at thesurface of a component,so that a protec…     

钼及钼合金表面高温防护涂层的研究进展

系统总结了国内外关于钼及钼合金表面高温防护涂层的最新研究成果，分析了钼在不同温度区间的氧化特征，并基于涂层组织结构稳定性、涂层缺陷、涂层与基体界面结合强度、界面物理和化学相容性、氧扩散等多方面，概述了钼及钼合金表面高温防护涂层的性能要求。归纳了现阶段应用于钼及钼合金表面的高温防护涂层体系，主要包括单一硅化物涂层、改性的硅化物涂层、硅化物基梯度复合涂层、铝化物涂层、耐热合金涂层和氧化物涂层，重点讨论了涂层的成分和结构对其抗高温氧化性能的影响。同时，对比介绍了钼及钼合金表面高温防护涂层常用的制备方法，主要包括料浆烧结法、包埋渗法、等离子喷涂法、熔盐法、化学气相沉积法、磁控溅射法等。最后，对钼及钼合金表面高温防护涂层现阶段存在的问题及未来发展方向进行了展望。     

Pack Aluminide Coatings Formed at 650 ℃ for Enhancing Oxidation Resistance of Low Alloy Steels

This study aims to investigate the feasibility of forming iron aluminide coatings on a commercial 9Cr-lMo (wt.%)alloy steel by pack cementation at 650 ℃ in an attempt to improve its high temperature oxidation resistance. Pack powders containing Al, Al2O3 and a series of halide salts were used to carry out the coating deposition experiments, which enabled identification of the most suitable activator for the pack aluminising process at the intended temperature. The effect of pack aluminium content on the growth kinetics and microstructure of the coatings was then studied by keeping deposition conditions and pack activator content constant while increasing the pack aluminium content from 1.4 wt.% to 6 wt.%. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) techniques were used to analyse the phases and microstructures of the coatings formed and to determine depth profiles of coating elements in the coating layer. Oxidation resistance of the coating was studied at 650 ℃ in air by intermittent weight measurement at room temperature. It was observed that the coating could substantially enhance the oxidation resistance of the steel under these testing conditions, which was attributed to the capability of the iron aluminide phases to form alumina scale on the coating surface through preferential Al oxidation.     

利用SiO2中间层提高铝化物涂层的高温防护性能

目的提高TiAl合金的抗高温氧化性能。方法采用料浆法和电沉积法在TiAl合金表面制备Al-SiO_2复合涂层。通过静态空气氧化测试评价复合涂层对TiAl合金抗高温氧化性能的影响,利用X射线衍射仪分析高温氧化前后涂层物相组成,借助扫描电子显微镜分析试样表面和截面微观组织和形貌。结果 1000℃氧化过程中,铝化物涂层具有一定的抗高温氧化性能,氧化100 h后增重为10.44 mg/cm~2。然而其表面仍然出现了淡黄色TiO_2氧化层,并且存在裂纹等缺陷,表面涂层物质在热处理过程中与基体组织发生了大量互扩散。Al-SiO_2复合涂层经过100 h氧化后,表面形貌基本保持不变,未观察到裂纹等缺陷,随着Si O_2中间层沉积时间延长,试样的抗高温氧化性能总体呈现上升趋势。-2 mA/cm~2下电沉积300 s制备的SiO_2涂层抗高温氧化性能显著提高,其氧化增重仅为3.03 mg/cm~2。结论 Al-SiO_2复合涂层能够有效地提高TiAl合金的抗高温氧化性能。