0Cr18Ni10Ti不锈钢热浸镀铝及高温扩散后的高温氧化行为

为提高0Cr18Ni10Ti不锈钢的抗高温氧化能力,采用熔剂法在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备热浸镀铝层,并经950℃、2 h高温扩散。采用SEM、EDS对热浸镀铝高温扩散试样及不锈钢试样900℃氧化不同时间的表面、截面进行了形貌观察及成分分析。结果表明:镀铝高温扩散试样的氧化动力学曲线较平缓且氧化增重较小;0Cr18Ni10Ti不锈钢经900℃、100 h氧化后表面主要由Fe2O3组成,氧沿晶界向内扩散产生内氧化;镀铝高温扩散试样900℃氧化期间,表面主要由Al2O3氧化膜组成,有效地阻止了合金元素与氧的互扩散,Ni元素在Fe Al层与Al固溶层富集阻碍了Fe Al合金层Al向基体扩散,使镀铝高温扩散试样Fe Al合金层经900℃、100 h氧化后Al元素贫化量较少。镀铝高温扩散试样900℃、100 h下的抗氧化性能优于0Cr18Ni10Ti不锈钢。     

预氧化对TP347H锅炉钢650℃水蒸气中腐蚀的影响

超临界发电锅炉在650℃水蒸气中常发生腐蚀,针对此问题进行了锅炉钢表面化学预氧化防护研究。先将锅炉钢TP347H放入管式炉中,管式炉通流量为20 mm/s的氧气,温度300℃下氧化2 h,利用重量法研究了氧化层对锅炉钢的防护效果,利用扫描电子显微镜观察了材料的表面形貌,结合产物成分分析得到以下结论：TP347H锅炉钢在300℃氧化2 h,可生成约0.2μm的氧化膜;这种氧化膜使材料在650℃水蒸气中腐蚀速度比未预氧化的材料降低了87.5%;表面没有氧化的TP347H锅炉钢在高温水蒸气中腐蚀后,产物为2层,表层主要为Fe的氧化物,底层为Fe、Cr、Ni的氧化物,2层间结合强度较差,外层产物容易脱落,而表面氧化后的试样腐蚀产物为单层,腐蚀产物中为Fe、Cr、Ni的氧化物,涂层与基体结合强度好,腐蚀产物不易脱落。     

水蒸气加速Fe-Cr合金高温氧化的作用

研究了Fe15Cr和Fe20Cr合金在900～1000℃含水蒸气的氧气中的氧化行为在氧化初期，由于形成富铬的保护性氧化膜，FeCr表现为较慢的钝性氧化行为但随之形成富铁氧化层，因而表现为快速的活性氧化行为这种转变对气氛中的水蒸气含量、温度以及铬含量都非常敏感水蒸气含量越高，出现活性氧化的时间越早；在湿氧中温度升高或减少铬含量也有利于活性氧化的出现用金相、X-射线衍射、SEM和EPMA观察分析了氧化产物提出了水蒸气加速Fe－Cr合金高温氧化的作用机制     

粉末冶金Ag-Cr合金在纯氧气中的氧化

研究了粉末冶金Ag-35Cr(PM Ag 35Cr)和Ag-69Cr(PM Ag-69Cr)合金在700～800℃及0.1 MPa纯氧气中的氧化.PM Ag 35Cr合金在700～800℃纯氧气中氧化形成了复杂的氧化膜,包括Cr2O3、复合氧化物AgCrO2及其下面铬的内氧化区.PM Ag-69Cr合金形成了双层氧化膜,外层为复合氧化物AgCrO2,内层为Cr2O3,铬的内氧化被完全抑制.PM Ag-Cr合金在氧化过程中,铬向外的扩散受到合金中的两相及铬粒子颗粒较粗大等因素的限制,致使铬含量高达69%(质量分数,下同)时,合金氧化后也没有形成单一的Cr2O3外氧化膜.合金内氧化引起的体积膨胀导致在内氧化区出现压应力,使得PM Ag-35Cr合金氧化膜最外层出现了纯银.     

Ti_2AlNb基合金表面磁控溅射Al/Al_2O_3薄膜及扩散处理对其抗高温氧化性能的影响

为提高Ti2Al Nb合金的抗高温氧化性能,在Ti2AlNb合金表面磁控溅射Al/Al2O3薄膜,于真空退火炉内对其进行600℃,1 h扩散处理后,分别在650,750,850℃下氧化100 h。利用XRD,SEM,EDS技术对基体和扩散试样的相组成、微观形貌进行了分析;研究了Al/Al2O3薄膜扩散层的抗高温氧化性能及扩散处理对Al/Al2O3薄膜氧化动力学曲线的影响。结果表明:Al/Al2O3薄膜扩散层的氧化行为受氧离子渗入薄膜运动过程的控制,在高温条件下表层形成连续致密的Al2O3膜,使薄膜扩散层的氧化系数远低于基体,并且次表层的富铝相能有效阻止氧离子扩散通道的形成,减少基体与氧化性气体接触,从而显著提高Ti2Al Nb基合金的抗高温氧化性能。     

Fe-Cr合金预氧化后涂覆KCl盐膜的热腐蚀行为

为开发新型耐高温氯化腐蚀合金及防护涂层,对比研究了750 ℃下Fe-20%Cr(质量分数)合金直接涂KCl和预氧化后再涂KCl盐膜条件下的热腐蚀行为.采用XRD及EPMA对其现象进行分析,结果表明:预氧化生成的初始Cr2O3层对Fe-20%Cr合金在KCl盐膜下的热腐蚀有一定的保护作用,表现为降低腐蚀速率,减轻腐蚀对基体的破坏并维持氧化膜的完整性;Fe-20%Cr在750℃KCl盐膜下的腐蚀产物主要是Fe2O3,Cr2O3以及少量K2Fe2O4和K2Cr2O7等复杂氧化物,其中Fe2O3分布在氧化膜外层,而Cr2O3集中于靠近氧化膜/基体界面的氧化膜内侧.用热力学理论解释了这种氧化膜的形成原因.     

不同Cr含量的Fe-Cr合金高温高压水蒸气氧化行为

Fe-Cr合金钢广泛用于锅炉的受热面管,但目前研究多针对Cr在高温常压环境中的氧化行为,对高温高压下的研究较少。对Cr的质量分数分别为9%、12%、18%、25%的Fe-Cr合金试样在650℃、25 MPa的高压水蒸气环境中的氧化行为进行研究,并与Cr-9的常压水蒸气氧化进行对比,采用扫描电镜(SEM)观察形貌、能谱分析成分变化、X射线衍射仪(XRD)分析物相组成并称重绘制氧化动力学曲线,以此来探究不同Cr含量的Fe-Cr合金的氧化膜生长规律和压强对其氧化行为的影响。结果表明:随着Cr含量的提高,Fe-Cr合金的孕育期增长,抗氧化能力得到提高;Cr含量的增加对氧化行为有一定影响,氧化66.0 h,Cr-9与Cr-12氧化动力学符合抛物线规律,在氧化初期就出现内外氧化层分层,内层为尖晶石FeCr2O_4,外层为Fe_3O_4,而Cr-18、Cr-25则仍处于孕育期,动力学几乎处于稳定状态,这个阶段主要是元素的扩散准备,氧化物的出现只是附加产物;表面的氧化物并不能构成一层完整的氧化膜,外加压强能够增加Fe-Cr合金位错和空位浓度,从而提高氧化速率,并且压强影响了氧化膜的形貌,在压应力的作用下,氧化膜主要由粒状氧化物构成。     

1Cr13合金沉积Y2O3薄膜后的高温氧化行为

为了研究Y2O3薄膜处理对1Cr13合金的高温氧化行为的影响,采用电沉积-热解法在1Cr13合金表面制备了Y2O3薄膜,并研究了薄膜处理后合金在800℃空气中的氧化动力学曲线,并进行了SEM及XRD分析.经100 h循环氧化后沉积薄膜试样表面生成了晶体状的氧化铬,氧化增重和氧化膜剥落量显著下降,分别为空白试样的0.39和0.11.沉积薄膜的作用在于在氧化初期为氧化膜提供了优先形核的位置,改变了氧化铬中的传输机制和应力状态,促进了合金的选择氧化,生成了保护性的氧化膜.因此,Y2O3薄膜处理能显著提高1Cr13合金的抗高温氧化性能.     

FeCrAl-ODS合金的高温水蒸气氧化行为

目前有关FeCrAl-ODS钢在高温水蒸汽下的氧化过程中氧化膜结构的演变少有分析研究.以FeCrAl-ODS合金为研究对象,采用XRD、SEM、EPMA、EDS等分析手段,在700～1100℃条件下开展了高温水蒸气氧化试验,从氧化动力学和氧化层结构形貌、物相、成分等方面研究了其高温水蒸气氧化行为.研究结果表明:在700～1100℃,FeCrAl-ODS合金高温水蒸气氧化动力学满足抛物线增重规律,抛物线速率常数Kp随温度增加而增大.高温水蒸气氧化96 h后,700℃时FeCrAl-ODS合金表面氧化层以Fe2O3为主;900℃时FeCrAl-ODS合金表面氧化层的外层以Fe2O3为主,内层以A12O3为主,氧化层比较疏松,不能很好地对基体起到保护作用;1100℃氧化过程中,在不同氧化时间段氧化层均为单层致密的Al2O3氧化层结构.     

一种镍基合金在900和1000℃的高温氧化行为

采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及能谱(EDAX)等方法,研究了Cr5.0 Co8.0 Mo0.9W5.5 Ta7.4 Al6.0 Re4.2合金在900和1 000℃的氧化行为。结果表明,氧化动力学曲线遵循氧化初期氧化增重速率较快,氧化期间氧化动力学曲线呈波浪式变化,且呈现氧化温度越高波浪式越明显的特征。在900℃氧化300 h后合金表面氧化物膜分为3层,外层为Ni O、Ni2Cr2O4、Ni2Co O4和Cr Ta O4;中间层为平直的Al2O3层,内氧化层为Al2O3,氧化期间,分布在外层的Cr Ta O4抑制基体中Al向外扩散,并抑制氧化膜的生长,使氧化速度降低。1 000℃时合金表面的氧化物膜分为2层,外层为Ni O、Ni2Cr2O4、Ni2Co O4和Cr Ta O4;内氧化层为Al2O3。在900和1 000℃氧化期间,合金均发生元素Al的内氧化和内氮化,与外氧化膜相邻的区域为元素Al的内氧化区,远离外氧化膜的基体内部形成元素Al的内氮化区,随氧化温度升高,内氧化区和内氮化区的深度增加,内氧化物和内氮化物的尺寸增大。     

钛对FeAl金属间化合物高温氧化行为的影响

探究了钛元素对ＦｅＡｌ金属间合理化物在１０００℃和１１００℃大气环境下的循环氧化行为的影响。合金的氧化动力学过程通过增重法测定，氧化产物通过Ｘ射线衍射、能谱和扫描电镜等鉴定。实验结果表明，加钛和未加钛Ｆｅ－３６．５Ａｌ合金的氧化动力学曲线均可拟合为抛物线；（△Ｗ／Ｓ）＾２＝Ｋｐｔ＋Ｃ。加钛ＦｅＡｌ合金在１０００℃和１１００℃时的Ｋｐ值分别为２．４，３．３ｍｇ＾２ｃｍ＾－４ｈ＾－１。而未加钛Ｆｅａｌ     

Pd-modified TiO2 electrode for electrochemical oxidation of hydrazine, formaldehyde and glucose

The electrocatalysis of the oxidation of hydrazine, formaldehyde and glucose on a nanoporous Pd-modified TiO₂ electrode, prepared by the hydrothermal process, was investigated in 0.1 M NaOH solutions. The electrocatalytic activity of the Pd-modified TiO₂ electrode for the electrochemical oxidation of hydrazine, formaldehyde and glucose is characterized by the low onset potentials of −0.80, −0.70 and −0.85 V (vs Ag,AgCl), respectively. Compared to the oxidation of formaldehyde and glucose, the hydrazine oxidation on the Pd-modified TiO₂ presents the highest anodic oxidation current densities, showing that the Pd-modified TiO₂ electrode is more electro-active for the hydrazine oxidation than for the oxidation of formaldehyde and glucose. Chronoamperograms at different concentrations of hydrazine and formaldehyde showed that the Pd-modified TiO₂ electrode is a promising electrochemical sensor for the detection of hydrazine with a sensitivity of 0.554 mA cm⁻² mM⁻¹ and a detection limit of 0.023 mM, and for the detection of formaldehyde with a sensitivity of 0.20667 mA cm⁻² mM⁻¹ and a detection limit of 0.015 mM. However, it was found from the chronoamperometric responses at various glucose concentrations that a linear plot of the anodic oxidation current density versus glucose concentration developed only in the range of 7-35 mM glucose while an obvious deviation from the linear relationship was observed at both low and large glucose concentrations. Results show that the prepared Pd-modified TiO₂ electrode could be applied to the direct liquid (hydrazine, formaldehyde, and glucose) fuel cells as an effective anodic catalyst, in addition to be a promising electrochemical sensor for the detection of hydrazine and formaldehyde.     

微弧氧化法及其在铁电薄膜制备中的应用

介绍了微弧氧化法的基本原理和工艺过程;综述了微弧氧化法制备铁电薄膜的发展历程及最新研究进展;讨论了目前微弧氧化制备铁电薄膜过程中存在的主要问题;提出了合理选择溶液体系和溶液浓度,研究工艺参数对薄膜表面形貌和铁电、介电性能的影响,提高薄膜表面质量是促进微弧氧化制备铁电薄膜技术发展的关键。     

The influence of the moisture content of the atmosphere on alumina scale formation and growth during high temperature oxidation of PM2000

Abstract

Preliminary studies have been undertaken on cyclic and isothermal oxidation at 1,300°C of thin (125 μm) samples of commercial ODS alloy PM2000 for up to 350h in two different oxidising environments; dry and moist air. Scanning electron microscopy (SEM) and electron microprobe analysis (EPMA) have been used to study the influence of such environments on alumina scale formation and growth. Initial mass gain observations showed that the alumina scale, which formed on the samples oxidised in air+2.5vol% H₂O grew faster in the early stages of oxidation than in the case of dry air. However the SEM analysis revealed that the scale morphologies in both dry air and air+2.5vol% H₂O were similar. In both cases the scales consisted of equiaxed grains at the scale–gas interface with Ti-rich particles in the outermost part of the scale. The major factor for the total scale failure, the formation of non-protective iron oxide, is the depletion of Al levels to a critical value, below which no protective alumina scale can form; and this occurred slightly faster in moist air than in dry air     

Zr基块体非晶合金的氧化机制研究

用热重法研究了Zr_(58)Cu_(16)Ni_3Al_(10)Nb_3块体非晶合金在玻璃态温度(Tg=657 K)和过冷液相区(Tg=657 KTTx=759 K)不同时间(1.5 h和126 h)的等温氧化过程,同时比较了在玻璃态温度下623 K和过冷液相区673 K下,长时间126 h等温氧化的产物和基体结构。实验结果表明,在短时间1.5 h等温氧化,573K—673 K,氧化产物均为t-Zr O_2,基体为非晶态结构。玻璃态温度下623 K氧化速率变化与时间成线性关系,而过冷液相区氧化速率存在高速增长阶段(0—1 h),速率降低阶段(1 h—6.5 h)和稳定低速阶段(6.5 h—126h)。晶化与过冷液相区长时间氧化机制有密切关系。     

阳极氧化对PAN基高模碳纤维表面的影响

采用阳极氧化法对PAN基高模碳纤维进行在线表面处理,重点研究了氧化电流密度对炭纤维表面形貌、比表面积、表面官能团的影响.结果表明,电流密度时纤维形貌、比表面积影响不大;氧化后纤维表面官能团显著提高.根据实验结果,提出了PAN基高模炭纤维的氧化模型.     

Wet electrolytic oxidation of cationic red X-GRL

Wet electrolytic oxidation (WEO) under mild condition, a relatively less reported process which coupled the advantages of both wet air oxidation (WAO) and electrochemical oxidation (EO) was investigated for the removal of one azo dye, cationic red X-GRL, in a 2L autoclave reactor. It was found that this novel process showed synergistic effect for TOC removal compared with that by the individual WAO and EO, and presented much higher dye removal efficiency. At similar conditions of temperature of 100-180 degrees C, P(N(2))= 0.50 MPa and P(O(2))= 0.14 MPa, a little introduction of current density of 2 mA cm(-2) led to the apparent reaction constants for WEO two times larger than those of WAO. Possible mechanism for the synergistic effect was discussed based on the analysis of free-radical generation and intermediates detected by GC/MS.     

TiC-TiB2复相陶瓷的氧化行为研究

对自蔓延高温合成法制备的TiC-TiB2复相陶瓷的氧化行为及机理进行了研究.结果表明:在低于1000℃范围内,随氧化温度和时间的增加,氧化增重符合抛物线规律;在600℃时,TiB2首先被氧化成TiO2,在1000℃时TiB2、TiC均被氧化成TiO2,表面形成致密的TiO2氧化膜,阻止内部继续发生氧化,这表明该材料具有较好的高温抗氧化能力.     

一种新型高温合金在900和1 100 ℃下200 h的氧化行为

涡轮叶片工作温度的不断提高，使得制备叶片的镍基单晶高温合金的合金化程度越来越高，而涡轮叶片在高温下的氧化行为影响着叶片的工作寿命.为此，本文以一种新型镍基高温合金为研究对象，利用氧化动力学曲线、X射线衍射分析，扫描电镜和能谱仪研究其在900和1 100 ℃下200 h的高温氧化行，并探究新型合金的氧化机理.研究发现：新型合金在900 ℃氧化时，表面氧化膜未发生剥落，动力学曲线遵循抛物线规律；在1 100 ℃氧化时，合金增重迅速且表面氧化膜剥落严重，新型合金内部出现了多层不连续的Al₂O₃内氧化层.研究结果表明：900 ℃时，新型合金中Cr含量降低的同时没有增加Re和Ta等活性元素，导致新型合金不能在氧化初期通过选择性氧化迅速形成保护性Cr₂O₃氧化膜，因此，增重迅速；1 100 ℃时，由于外氧化层的碎裂剥落，合金内部氧通量再次升高，已生成的Al₂O₃保护性氧化膜被消耗突破，合金进一步氧化，直到氧通量随着氧化的进行再次降低至适合Al₂O₃保护性氧化膜生成为止.     

稀土元素对镁合金微弧氧化的影响

分别在磷酸盐和硅酸盐两种体系中研究了不同稀土元素对镁合金微弧氧化的影响.结果表明,提高钕盐浓度可以改善氧化膜的外观、厚度和耐蚀性能.镁合金浸泡在稀土盐溶液中表面能形成稀土转化膜.用稀土转化膜取代镁合金表面的自然氧化膜进行微孤氧化处理,获得的陶瓷层分布更加均匀,表面更为光滑致密.用5%NaCl溶液浸泡48 h的对比腐蚀试验表明,用稀土盐溶液浸泡预处理过的试样耐蚀性显著加强.