三种铝硅涂层的抗氧化性能研究

用无机盐料浆法在K4104镍基高温合金表面制备了渗Al-Si涂层.改变粘结剂中铬酣(CrO3)的添加量得到了三种不同成分的Al-Si涂层.对三种Al-Si涂层进行1000℃×200h高温氧化性能试验,用扫描电镜(带能谱分析)对试样截面进行形貌观察及成分分析,并用Origin软件绘制氧化动力学曲线.研究结果表明,1000℃×200h氧化过程中三种Al-Ai涂层均生成了连续致密的Al2O3氧化膜;涂层外层由不稳定的β-NiAl相(富Al)向稳定的β-NiAl相(富Ni)转变;三种Al-Si涂层均具有良好的抗高温氧化性;添加少量CrO3得到的Al-Si涂层内层形成了连续的富Si"隔层",该"隔层"有利于阻碍合金元素与Al元素的互扩散,从而降低涂层中Al元素的退化速度.     

钛表面硅铝锡复合涂层制备及其性能研究

研究了硅铝锡三元复合涂层作为氧扩散阻挡层对钛-瓷结合强度的影响。通过测量复合溶胶的粘度对溶胶的稳定性进行评价,并进一步优选出与纯钛热膨胀系数匹配的复合溶胶的成分,采用电化学工作站对涂层处理后钛试样在人工唾液中的耐腐蚀性能进行评价,研究了涂层处理对钛试样的耐腐蚀性能的影响。结果表明:复合溶胶中SiO2含量较高时,复合溶胶粘度上升较快,凝胶时间短。n(Si):n(Al):n(Sn)=1:1:3的复合溶胶的热膨胀系数为9.09×10-6℃-1,与钛的热膨胀系数相匹配。300℃处理获得的复合涂层主晶相为SnO,同时涂层表面局部存在微米级的裂纹。涂层处理可明显改善人工唾液腐蚀环境中钛的耐腐蚀性和钛-瓷结合强度的耐久性。中性与中性含氟人工唾液浸泡对钛-瓷结合强度没有明显影响。而pH=3/[F-]=100 mg/L的人工唾液对钛的腐蚀最严重,浸泡30 d后钛-瓷结合强度由浸泡前的45 MPa下降到34 MPa。     

铝硅聚苯酯涂层界面结构优化及结合性能研究

设计不同界面结构的基体试样,利用等离子弧喷涂技术(APS)制备铝硅聚苯酯涂层。对涂层进行界面结构的优化分析,并采用洛氏硬度计、金相显微镜和拉伸试验机等测试分析设备对新型界面结构涂层的结合性能进行试验验证。结果表明,当界面倾角为90°时,铝硅聚苯酯涂层与基体侧面的界面之间出现了0.276~0.476 mm宽度的间隙,随着界面倾角减小为60°和30°,涂层与基体侧面的界面之间逐渐结合良好。随着界面倾角的减小,铝硅聚苯酯涂层的结合强度逐渐增加,与界面倾角为90°时涂层相比,界面倾角为60°和30°时涂层的结合强度理论上将分别提高4.7%和14.1%,试验验证结果分别提高了4.16%和12.29%。     

硅改性铝化物涂层超合金

SermatechInternationalInc．公司开发了一种在镍基和钻基超合金上形成一种硅改性的错化物涂层的浆液渗铝法，其目的在于防止燃气涡轮构件的氧化和热腐蚀。这种浆液是由铝和硅在永基陶瓷粘结剂中组成的，它被喷涂到超合金表面上，并经345CX30min固化处理。据该公司称，铝化物是在随后的热处理过程中通过错向镍和硅向铬的扩散而生成的，镍基超合金必须加热到870C，钻基合金必须加热到980C（历时Zh）。最后在表面上形成卜NIAI和Crsi的复合涂层，该涂层紧密附着手金属表面上，使之在高温和低温下都能耐腐蚀和磨蚀。硅改性铝化物涂层超合…     

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。     

重熔处理对高硅铝涂层组织和性能的影响

为了提高铝合金表面的耐磨性能,在A356铝合金表面通过等离子喷涂技术制备了高硅铝涂层,并采用钨极氩弧(TIG)工艺对该涂层进行了重熔处理。使用金相显微镜、XRD、SEM和MM-200磨损试验机等对喷涂层和重熔层的组织和性能进行对比分析测试。结果表明:制备高硅铝涂层可显著提高A356铝合金表面的硬度和耐磨性;而采用TIG重熔工艺对高硅铝涂层进行重熔处理可以有效地减少喷涂层内部的缺陷,使喷涂层和基体之间的结合方式由机械结合变为冶金结合,涂层的硬度和耐磨性也能获得少许提升。     

耐熔融铝硅腐蚀TiB2涂层的制备及性能

在310S不锈钢容器内壁制备TiB2防护涂层,并对涂层的主要抗热震性能、力学性能、耐蚀性能进行分析.结果表明:TiB2涂层抗热震性能好,涂层与基体结合强度较高;同时涂层在一定温度限制下具有较好的耐蚀性,有利于延长容器的使用寿命.     

纳米铝涂层制备及其对沉积态铀薄膜的防护性能研究

为探索沉积态贫铀(DU)薄膜更有效的防护层新材料与更薄的防护层制备技术,开展了纳米Al涂层的磁控溅射制备技术研究,制备了Al与DU单层、Al/DU/Al三层薄膜样品,并开展了纳米Al防护层Al/DU/Al样品大气环境下72 h的防氧化性能研究。利用扫描电镜(SEM)观察样品表面形貌,X射线光电子能谱仪(XPS)测量样品元素组成与价态变化,X射线衍射(XRD)测量样品物相组成与变化。结果表明:厚度大于10 nm即可生成连续的Al涂层,Al涂层晶粒随着厚度增加呈现长大的趋势;30 nm厚Al防护涂层有效阻止了DU薄膜大气环境的氧化:72 h内,DU层O含量没有发现明显的变化。     

铝硅涂层循环氧化的计算机模拟

介绍了一种可以模拟高温合金涂层循环氧化行为的模型，即COSP模型。在循环氧化条件下，使用此模型不仅可以模拟涂层循环氧化的动力学曲线，而且还可以对涂层中的Al含量进行预测计算。从所得结果发现，地Al-Si涂层预测较准确。     

热/机械力循环作用下铝硅聚苯酯涂层性能研究

采用等离子喷涂技术(APS)制备铝硅聚苯酯涂层,对涂层分别进行热载荷、冷热冲击载荷、砂粒冲击载荷等单因素和热/机械力循环作用下的环境试验。利用激光共聚焦显微镜(CLSM)、扫描电镜(SEM)及金相显微镜进行不同环境试验条件下涂层的性能研究。结果表明,热/机械力循环作用后,该涂层表面发生了严重的脱落和开裂,与喷涂态涂层相比,面粗糙度增加了113.0%,与沙粒冲击环境下的涂层相比,冲蚀失重率增加了170.1%,涂层组织结构中孔洞数量和尺寸明显增加,且出现了贯穿纵截面的大尺寸裂纹。在试验时间相同的条件下,热/机械力的循环作用促进了铝硅聚苯酯涂层中裂纹的萌生和扩展,导致了涂层的加速失效。     

两种电热爆炸喷涂层高温防腐性能对比研究

采用电热爆炸喷涂方法在45钢基体上制备高铬镍基45CT、SL30涂层,分别在800℃对两种涂层进行氧化和氯化腐蚀测试,研究涂层在高温状况下的腐蚀行为,同时借助SEM、XRD等检测手段,分析涂层在高温环境中的腐蚀特点及腐蚀机理.通过各项测试可以看出这两种高铬含量喷涂层组织致密,孔隙率极低,与基体材料具有优异的结合性,以冶金结合方式存在,其中SL30涂层组织更为致密,同时较45CT涂层平滑.此外,SL30喷涂层表现出了更为优异的耐蚀性,高温耐蚀效果好于45CT涂层.     

两种热喷涂层的耐高温腐蚀性能研究

用金相显微镜观测了CT45和A合金两种热喷涂层的微观组织和涂层厚度,用失重法测量了两种涂层在700℃时的耐高温氧化性和在模拟介质条件下的耐高温腐蚀性能。结果表明：两种涂层均与基体结合良好,涂层厚度为35μm;700％时,CT45涂层的耐高温性能好于A合金涂层;在模拟的多相混合物腐蚀环境中,A合金涂层的耐高温腐蚀能力要好于CT45涂层。     

Performance of NiCrAlY Coatings Deposited by Oxyfuel Thermal Spraying in High Temperature Chlorine Environment

A microcrystalline Ni-22Cr-10Al-1Y (wt.%) coating was deposited on AISI 304 stainless steel by the oxyfuel thermal spray technique. The deposited coating was subjected to heat treatment to improve the microstructure characteristics and its corresponding high-temperature properties. The isothermal high-temperature corrosion behavior at 650 and 700 °C in synthetic air and in the presence of 1% Cl₂ was investigated using thermogravimetric analysis, x-ray diffraction, and scanning electron microscopy with energy-dispersive x-ray spectroscopy. The results indicated that the deposited NiCrAlY coating possessed acceptable oxidation-corrosion resistance at 650 °C owing to the formation of extensive amounts of the protective oxide of Cr₂O₃; NiO and a lesser amount of a Cr_1.12 Ni_2,88 metallic phase are also formed. At 700 °C, the coating lost its protective characteristic because of the excessive consumption of thermodynamically stable phases by oxidation-chlorination process. In this case, the steel base and the coating were attacked by chlorine during the exposure time; the mass gain of the NiCrAlY coating was slightly higher and provided only a limited protection up to 11 h; thereafter, breakdown of the layer of oxides occurred and this is attributed to the formation of non-protective oxides mainly β-Fe₂O₃ and Fe_21.33O₃₂ and the depletion of chromium.     

活性元素改性高温防护涂层的研究现状

活性元素(RE)可以显著降低合金的氧化速率和提高氧化膜的抗剥落性能,在高温合金及高温防护涂层上已经得到了大量商业应用,但至今对其微观作用机制尚无统一认识,相关理论体系也不完整。从RE改性高温防护涂层的制备、RE效应及作用模型、过掺杂和共掺杂效应等方面,概述了活性元素在高温防护涂层领域应用的最新进展。重点分析了RE添加对高温过程中氧化膜生长机制、微观结构和氧化膜粘附性能的影响,过量掺杂对抗氧化性能的危害以及多种RE掺杂对合金基体的改善作用。RE改性要在高温防护涂层上体现最佳效果,除需关注RE掺杂对氧化膜生长和氧化膜/涂层基体界面结合状态的影响外,还必须考虑涂层和合金基体的互扩散、涂层中的氧含量、涂层厚度等因素对RE添加种类和添加量的影响。针对目前的研究结果,提出RE改性高温防护涂层在应用上最亟待解决的问题,是确定不同合金体系中RE掺杂的最佳种类和含量。最后,对未来的研究方向进行了展望。     

Mo合金高温抗氧化涂层的研究

用粉末固体渗法在钼合金表面制备了MoSi2渗层,研究了铝硅共渗和硼硅共渗对渗层的结构和抗氧化性能的影响.结果表明,与渗硅相比,铝硅共渗层厚度保持不变,渗层由单层结构变成多层复合结构,抗氧化性下降;硼硅共渗层厚度减少,结构没有明显改变,抗氧化性能得到了明显改善.     

沉积温度对高性能TiAlN涂层微观结构和力学性能的影响

采用真空电弧离子镀（AIP）技术在不同沉积温度下TiAlN涂层,用于高性能制造,并研究了沉积温度与表面性能的关系。结果表明,由于离子轰击作用,表面大颗粒随沉积温度的升高而减少。随着沉积温度的升高,涂层表面的晶粒尺寸先急剧减小后逐渐增大。此外,沉积温度对合成涂层的相组成和化学成分影响不大。随着沉积温度的升高,硬度和粘结强度先迅速增加,后逐渐降低。当沉积温度在450℃左右时,沉积的TiAlN涂层硬度最高,粘结强度最大。上述现象的发生机理与沉积过程中表面与界面之间的微观组织和残余应力的变化有关。合成的涂层在高达900℃的空气中具有良好的热稳定性。     

热喷涂高温自润滑涂层研究现状

鉴于现代高技术装备用高温润滑涂层的服役温度越来越高、条件越来越复杂,且对高可靠性及长寿命等方面的要求日益苛刻,亟需研究新型高温自适应润滑涂层材料在其服役条件下的环境适应性和稳定性。综述了目前国内外对该类涂层的组分设计和相关制备技术,重点分析了利用热喷涂技术制备高温自润滑涂层的研究现状,并从制备工艺和涂层组分调控方面阐述了该类涂层研究取得的成果和存在的问题。提出未来针对热喷涂高温自润滑涂层的制备应利用先进的喷涂设备,选用物相组分相近的喷涂粉末,并结合组分设计调控,以涂层具有良好的涂基力学性能、耐腐蚀性能、抗高温氧化性能为前提,使涂层在高温环境下可借助摩擦物理或摩擦化学过程,来赋予其良好的高温自润滑性能,重点研究涂层的组分构效关系和综合应用性能。运用材料氧化热力学-动力学理论,从涂层"高温力学-高温摩擦学-耐高温稳定性"三方面来考核材料的综合使役性能,并探讨其高温润滑摩擦机理。     

超音速火焰喷涂碳化铬基涂层的高温摩擦磨损性能研究

利用超音速火焰喷涂方法制备出NiCr/ Cr3C2 和NiCr/ Cr3C2-BaF2 ·CaF2 两种涂层,?炝肆街滞坎愕淖橹?测定了两种涂层在650 ℃和800 ℃下的摩擦磨损性能,进而分析了BaF2 ·CaF2 共晶相对涂层的润滑减摩作用,讨论了两种涂层的适用范围。结果表明,NiCr/ Cr3C2-BaF2 ·CaF2 涂层在800 ℃展现出优异的耐磨自润滑效果,摩擦系数最低,仅为0. 2644,磨损率也较小,为5. 88×10-6 mm3 / (N·m);而NiCr/ Cr3C2 涂层在650℃的磨损率更小,仅为3. 66×10-6 mm3 / ( N·m)。两种涂层在不同温度下表现出不同的摩擦磨损机制:NiCr/Cr3C2 涂层在650 ℃和800 ℃均表现为典型的粘着磨损,但在650 ℃时有疲劳迹象,在800 ℃时则发生严重塑性变形;NiCr/ Cr3C2-BaF2·CaF2 涂层在650 ℃以磨粒磨损为主,在800 ℃时,由于氟化物润滑膜的作用,仅发生轻微的粘着剥落。