不同方法制备的Cu-Ni合金氧化行为研究

采用电弧熔炼(CA)和机械合金化(MA)技术制备了晶粒尺寸差别较大的Cu-Ni固溶体合金，并研究了它们在800℃空气中的氧化行为。结果表明：MACu-50Ni合金的氧化速率高于CACu-50Ni合金；而MACu-70Ni合金的氧化速率却低于CACu-70Ni合金。合金表面氧化膜外层均是CuO层，但相邻的内层则差别较大，其中，CACu-50Ni，CACu-70Ni和MACu-50Ni合金的内层是Cu2O和NiO的混合氧化物层，而MACu-70Ni合金内层则是较厚且致密均匀的NiO层。晶粒细化促使合金表面氧化膜内层由Cu2O和NiO的混合氧化物层向单一的NiO层转变。     

Cu-15Ni-15Ag合金在600～700℃空气中的氧化

研究了Cu-15Ni-15Ag合金在600～700℃空气中的氧化 .合金由富Ag的α相与Cu-Ni固溶体β相组成;氧化速率基本服从抛物线规律,合金的成膜速 率与纯Cu氧化近似.不同温度下合金均形成了最外层为CuO,内层为Cu2O,NiO以及Ag颗粒 组成的复杂氧化膜.在700℃氧化时观察到典型的Ni的内氧化,同时,由于Ni优先溶解于CuO 中影响了CuO-Cu2O氧压平衡,导致形成了CuO位于Cu2O下的特殊氧化膜结构.     

二元双相Cu-Cr合金在700和800℃空气中的氧化行为研究

研究了二元Cu-Cr合金Cu-0.5Cr,Cu-7.0Cr和Cu-15.0Cr(原子分数,%)在700和800℃空气中的高温氧化行为.合金的氧化动力学基本遵循抛物线规律,其中Cu-0.5Cr合金的氧化近似于纯Cu的氧化行为,氧化产物主要为Cu的氧化物,Cr2O3颗粒弥散分布于氧化膜内层靠近膜/基体界面;Cu-7.0Cr和Cu-15.0Cr氧化后外层形成CuO和Cu2O,内层为Cr2O3和Cu2O·Cr2O3混合氧化物,并含有部分未氧化的Cr颗粒.合金的氧化速率随Cr含量的增加而降低,并且b相尺寸减小也利于提高Cu-Cr合金的抗氧化能力.合金氧化膜结构和生长规律与合金的原始显微组织和b相分布状态有关.     

Cu—25Ni—25Ag三元合金在600℃和700℃空气中的氧化

研究了Cu-25Ni-25Ag合金在600℃和700℃空气中的氧化,合金由富Ag的α相与Cu-Ni固溶体β相组成,氧化速率大致服从抛物线规律,除短时间的加速氧化外,随着氧化的进行氧化速率逐渐减小,尽管存在Ag和Ni,但合金成膜速率与纯Cu的相近,在不同温度下合金都形成了外层为CuO,内层为Cu2O,NiO和Ag颗粒组成的复杂氧化膜,同时,氧化膜最前沿的Cu-Ni固溶体颗粒仅表面部分氧化,未氧化的内核被连续NiO所包围。     

晶粒细化对Cu—20Ni—20Cr合金氧化行为的影响

为探讨晶粒尺寸变化对三元复相合金氧化行为的影响，采用机械合金化制备了纳米晶三元Cu-20Ni-20Cr合金，并对比研究了该合金与同成分的铸态合金在700℃～800℃，0．1MPa纯氧气中的氧化行为。结果表明，铸态合金表面没有形成连续的Cr2O，保护膜，而是形成了含有所有组元氧化物及它们复合氧化物的复杂氧化膜结构。纳米晶Cu—20Ni—20Cr合金在700℃时合金表面形成了连续的Cr2O3氧化膜，而800℃时虽没有形成Cr2O3外氧化膜，但氧化膜规则平坦，外层是CuO，中间层是Cu2O，NiO和Cr2O3组成的混合氧化物区，内层则形成了一薄但不连续的Cr2O3层。晶粒细化降低了合金表面形成Cr2O3氧化膜所需活泼组元Cr的临界浓度。     

晶粒细化对Cu-Si合金高温氧化行为的影响

采用电弧熔炼(CA)和机械合金化(MA)方法制备了晶粒尺寸差别较大的二元单相Cu-Si合金(CACu-0.6Si和MACu-0.6Si,CACu-3.6Si和MACu-3.6Si),并研究了它们在700和800℃纯O2中的高温氧化行为。用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)及带有能谱的扫描电子显微镜(SEM/EDX)等对合金组织、氧化膜形貌及组成等进行观察和分析。结果表明:2种方法制备的Cu-Si合金氧化后均形成了CuO→Cu2O→Cu2O+SiO2(富SiO2)→内氧化区结构的氧化膜,但未形成连续的SiO2保护膜。2种成分的机械合金化Cu-Si合金的氧化速度小于相同温度下同成分的熔炼Cu-Si合金。     

四元三相Cu-20Ni-20Cr-5Co合金的高温氧化行为

研究四元三相Cu-20Ni-20Cr-5Co合金在700-900℃、0.1MPa纯氧气中的氧化行为以及添加第四组元Co对三元三相Cu-20Ni-20Cr合金氧化行为的影响。结果表明:合金为三相混合物,其氧化动力学曲线偏离抛物线规律,由几个线段组成,添加5%Co后合金的氧化速率明显降低。Cu-20Ni-20Cr-5Co合金表面形成的氧化膜外层主要是由CuO组成,内层是合金与氧化物组成的混合内氧化区,最终合金内层表面形成一连续的Cr2O3层,阻止合金的进一步氧化。     

二元双相Cu-50Cr合金在700─900℃空气中的氧化

Cu－50Cr合金在700—900℃空气中的氧化结果表明,合金的氧化动力学在700和800℃遵循抛物线速度规律,在900℃其瞬时抛物线速率常数随时间而降低．合金氧化外层膜是CuO和Cu2O,内层膜由氧化铜和尖晶石型氧化物为基并嵌有Cr颗粒组成,Cr表面有Cr2O3和Cu2Cr2O4膜。900℃的氧化膜与基体金属界面上可观察到连续的Cr2O3层.合金未形成Cr的选择性外氧化．     

Ni-22Cr-20Co-18W合金在1100℃时氧化膜的演变

采用扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪研究了1100℃下Ni-22Cr-20Co-18W合金氧化膜的演变规律。结果显示,在氧化初始阶段,表面形成了Cr2O3,NiO和(Co,Ni,Mn,Cr)3O4混合氧化膜,后者为M3O4型氧化物。长时间氧化后,氧化膜由单层转变为双层,在内层形成连续的Cr2O3膜,在外层形成可以抑制内层Cr2O3挥发的致密NiO氧化膜;同时氧化空位在氧化膜与合金基体界面处形成,并且Al元素的内氧化也在该处发生。     

不同方法制备的Cu-Si合金的高温氧化行为

采用电弧熔炼（CA）和机械合金化（MA）方法制备了不同显微组织的二元单相Cu-Si合金（CACu-0.15Si和MACu-0.15Si,CACu-1.3Si和MACu-1.3Si）,并研究了它们在700℃和800℃纯O2中的高温氧化行为。结果表明,两种方法制备的Cu-Si合金氧化后均形成了富SiO2的混合氧化区,但未形成连续的SiO2保护膜。两种成分的机械合金化Cu-Si合金的氧化速度均小于相同温度下同成分的熔炼Cu-Si合金,这是因为细晶材料及其氧化生成的氧化膜中包含了更多的晶界,为合金各元素及氧的扩散提供了更多的短路扩散通道,使它们扩散速度均有明显提高,SiO2富集区（Cu2O＋SiO2）的快速形成有效地限制了Cu的快速向外扩散。     

The annealing and re-oxidation of oxidized CuNi alloys

A study has been made of the effects of an intermediate, isothermal annealing treatment in argon on the oxidation kinetics in dry oxygen of Cu10%Ni and Cu24%Ni at 800°C and Cu80%Ni at 1000°C using a semi-automatic microbalance. Changes in scale morphology and composition have been investigated using various techniques.Oxidation of Cu10%Ni and Cu24%Ni produces external scales consisting of a thick, inner Cu₂O layer and a thin, outer CuO layer, together with nickel-rich internal oxide in the adjacent alloy. Oxidation of Cu80%Ni yields an external scale consisting of a thick, inner NiO layer and a thin, outer CuO layer, together with a few nickel-rich internal oxide particles in the adjacent alloy. During annealing, the outer CuO layers on the three alloys dissociate to give Cu₂O and oxygen. With Cu80%Ni only, further dissociation to give copper metal takes place after long annealing times. In all cases, the annealing treatment leads to a reduction in the cation vacancy gradient across the scale and a reduction in the total vacancy level in the scale due to the reduction in oxygen activity at the oxide-gas interface.In Cu10%Ni and Cu24%Ni, internal oxide formation during annealing stimulates dissociation of the Cu₂O scale near the oxide-alloy interface to give copper metal and oxygen. Similarly, internal oxide formation stimulates dissociation of the NiO layer on Cu-80%Ni, although to a lesser extent than for the copper-rich alloys.During re-oxidation, the kinetics are partly determined by the extent of scale thinning during the prior annealing treatment, giving more rapid weight gains than expected from those recorded during the initial oxidation period. Nevertheless, particularly for Cu-80%Ni, where the scale thinning is relatively small, the reduction in the cation vacancy gradient across the scale and the reduction in the total vacancy level in the scale do result in a reduced oxidation rate compared with the rate recorded during the initial oxidation period.     

On the Influence of Non-Protective CuO on High-Temperature Oxidation of Cu-Rich Cu-Ni Based Alloys

A number of copper-rich Cu-Ni alloys wereoxidized from 750 to 1000^°C at differentoxygen pressures. The oxide scales formed consist of anouter copper oxide layer and an inner porous layer where internal oxide-derived NiO particles aredispersed in a copper oxide matrix. The copper oxide maybe both single-phase CuO and a two-phase(CuO+Cu₂O). At the lower part of thetemperature range, the oxidation kinetics and oxidemorphology depend strongly upon the formation of CuO.The CuO layer is nonprotective and further oxidation ofCu₂O, forming CuO, therefore changes the oxidation from being approximately parabolic tohaving a breakaway-like behavior. The relative thicknessof nonprotective CuO increases with increasing NiO andreflects that the solid-state flux of copper across the Cu₂O decreases due to abarrier effect of the NiO particles and porosity in theoxide and NiO particles in the alloy. The beneficialeffect of Ni in reducing the oxidation rate is lost due to the extensive formation ofnonprotective CuO.     

DD6单晶高温合金的等温氧化行为(英文)

研究第二代单晶高温合金DD6在1050℃和1100℃下的等温氧化行为,分别采用SEM、XRD和EDS对氧化产物进行分析。结果表明,在1050℃和1100℃温度下,DD6合金的100h氧化动力学曲线遵循亚抛物线规律。在1050℃时,氧化产物分为两层,外层为NiO和少量的Al2O3,内层为Al2O3。而在1100℃时,氧化产物分为三层,外层为Al2O3和少量的NiO,中间层为Cr2O3和TaO2,内层由Al2O3组成。在这2种温度下的氧化物下面都形成了无γ′相的区域。     

显微组织对Cu—Cr—Ni合金高温氧化行为的影响

研究了两种单／双相Cu-Cr-Ni合金的高温氧化行为。结果表明,合金氧化动力学偏离抛物线规律,其瞬时抛物线速率常数随时间延长而降低。两种合金表面氧化膜的结构差别较大,单相合金表面形成－连续的Cr2O3层,双相合金表面氧化膜外层是一边疆的CuO层,Ni和Cr的氧化发生在合金内部,这种合金与氧化物共存的混合内氧化与经典的内氧化明显不同,氧化层最里面形成了一连续的CrO3膜,抑制了合金的进一步氧化。     

不同方法制备的Cu-Cr合金的氧化行为

采用粉末冶金（PM）、机械合金化（MA）及磁控溅射（MS）方法制备了具有不同显微组织的二元双相Cu-Cr合金（PM Cu-25Cr,MA Cu-20Cr和MS Cu-20Cr)。结果表明：经700℃，0.1MPa纯氧气氧化后，PM Cu-25Cr合金形成了包含CuO,Cu2O,Cr2O3及CuCr2O4的复杂混合氧化膜，氧化增重最大；MA Cu-20Cr合金在混合的氧化膜下出现了连续的Cr2O3层，氧化增重次之；MS Cu-20Cr合金涂层则形成了简单CuO与Cr2O3的两层膜结构，氧化增重最小。氧化行为的差异与合金显微组织的细化程度有密切关系。     

Effect of silicon on oxidation of Ni-15Al alloy

1　INTRODUCTIONChromium, aluminum, and silicon can formsatisfactory protective scales on Ni based alloys.Chromium is expensive and not suitable for use attemperatures above 1 000℃ due to the evaporationof CrO3. It has also been well established that theincorporation of Si in many alloy systems has abeneficial effect on their oxidation resistance[1, 2].In addition, silicon is abundant and cheap. More over, Si has one of the largest solubility in Ni3Alwhere it …     

添加Ni对Cu-25Co合金在600,700℃纯氧气中氧化行为的影响(英文)

研究了三元双相Cu-20Ni-25Co合金在600,700℃、0.1 MPa纯氧气中的氧化行为.结果表明:合金的氧化动力学不规则且偏离抛物线规律,氧化动力学曲线由3段抛物线段组成.前期研究的二元双相Cu-25Co合金经过了较长时间的氧化后合金表面未能形成活泼组元Co的选择性外氧化,而本研究的Cu-20Ni-25Co合金表面氧化膜外层主要是由CuO组成.紧接着是Co的氧化物层.可见,向Cu-25Co合金中加入Ni后,降低了合金表面形成活泼组元Co外氧化膜所需的临界浓度,促使合金表面在较低Co含量下能形成活泼组元Co的外氧化膜.     

Nb对TiNiAl合金高温氧化行为的影响

对Ti50Ni44Al6和Ti50Ni41Al6Nb3合金在1073K循环氧化行为的测试表明,Nb的加入显著改善合金的高温抗氧化性能．Ti50Ni44Al6合金在1073K经过100h循环氧化后形成外层以TiO2为主并含有少量Al2NiO4、内层为TiNiO3的氧化层,合金的氧化动力学服从线性规律;Ti50Ni41Al6Nb3合金生成以TiO2为主的氧化膜,在外氧化层下面形成了一层富Nb和Al的复合氧化物,显著阻碍氧以及合金元素的扩散,降低了合金的氧化速率,合金高温氧化动力学遵从抛物线规律．