B_2型Fe_3Al金属间化合物的高温氧化行为

研究了Fe3Al、Fe3Al(Cr))两种合金在600℃、750℃、950℃的静态氧化行为及其750℃的周期氧化行为,分析了相应的氧化膜结构和形貌,探讨了氧化膜的成长机理。结果表明,由于高温下Fe3Al基金属间化合物表面形成一层致密的A12O3氧化膜而具有优良的抗氧化性能。在950℃高温时,具有比1Cr13不锈钢好得多的抗氧化性能。2at%Cr的加入有利于稳定的α-Al2O3的形成。750℃以下,Fe3Al(Cr)合金的氧化增重低于Fe3Al,前者的氧化膜为纯α-Al2O3,而后者的还含有少量的γ-Al2     

金属型铸造Fe3Al合金的高温抗氧化行为

采用静态增重法测定了中频感应炉熔炼、金属型冷却制备的Fe3Al合金在700、850、1000℃的高温氧化行为,700、850℃时合金的氧化动力学曲线基本符合抛物线规律,1000℃的则不符合;合金在氧化过程中表现为完全抗氧化级.X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明,700℃×125h的氧化膜主要由FeAl2O4、Cr2O3和少量的Al2O3组成;850、1000℃时氧化膜分为两层,内层主要由FeAl2O4和Fe2O3组成,表层为Al2O3,在实验时间内Al2O3氧化膜没有完全覆盖内层氧化膜;随着氧化温度的升高,氧化时间的延长,合金表层的Al2O3氧化膜将由θ-Al2O3向α-Al2O3转变.     

晶粒尺寸对（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料循环氧化性能的影响（英文）

采用放电等离子烧结法制备（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料。在950°C下烧结的（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料的组织比在1050°C下烧结的（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料的组织更细小。对烧结温度分别为950°C和1050°C的复合材料在900°C下进行循环氧化性能测试。结果表明,在950°C下烧结的复合材料的循环氧化质量损失要小于在1050°C下烧结的复合材料的。晶粒细化有助于在氧化过程汇总的选择性氧化,使得连续的TiO2和Al2O3氧化膜得以在复合材料表面形成,从而提高复合材料的抗氧化性能。     

晶粒尺寸对(TiB_2+TiC)/Ni_3Al复合材料循环氧化性能的影响(英文)

采用放电等离子烧结法制备(TiB2+TiC)/Ni3Al复合材料。在950°C下烧结的(TiB2+TiC)/Ni3Al复合材料的组织比在1050°C下烧结的(TiB2+TiC)/Ni3Al复合材料的组织更细小。对烧结温度分别为950°C和1050°C的复合材料在900°C下进行循环氧化性能测试。结果表明,在950°C下烧结的复合材料的循环氧化质量损失要小于在1050°C下烧结的复合材料的。晶粒细化有助于在氧化过程汇总的选择性氧化,使得连续的TiO2和Al2O3氧化膜得以在复合材料表面形成,从而提高复合材料的抗氧化性能。     

一种含铼单晶高温合金的恒温氧化行为

采用X射线衍射（XRD），扫描电镜（SEM）及能谱（EDAX）等手段，研究了含铼单晶高温合金DD32的高温氧化行为。结果表明，氧化初期增重迅速，由NiO的形成和生长控制，符合抛物线规律；随着氧化时间的延长，氧化增重变得十分缓慢，由α-Al2O3的形成和生长控制。在900，1000℃时的氧化膜由3层组成，最外层为（Ni，Co）O层，中间层由复杂化合物以及尖晶石化合物等组成，内层为靠近基体合金的连续的Al2O3层。氧化过程中，分布在中间层的富Re和W相起到“扩散障”的作用，降低基体合金中Al向外的扩散速率，在内层形成均匀连续的Al2O，氧化膜层，进而抑制氧化膜生长，导致氧化速率降低。     

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.     

纳米化对M951合金高温氧化性能的影响

采用磁控溅射的方法在M951铸造合金表面制备了相同成分的纳米晶涂层,研究了涂层在1 000℃和1 100℃空气中的恒温氧化行为及在1 000℃空气中的循环氧化行为,并与粗晶合金进行了对比。同时利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDX)和透射电子显微镜(TEM)对合金及涂层样品氧化前后的微观形貌及相组成进行了分析。结果表明:1 000℃恒温氧化后合金表面形成了连续的以Al2O3为主的氧化膜;1 000℃循环氧化及1 100℃恒温氧化后合金表面氧化物分层,外层为NiAl2O4,内层为Al2O3,合金中形成了富Nb的内氧化物,氧化膜发生明显开裂和剥落。而在上述所有试验条件下,纳米晶涂层表面都形成了薄而连续且粘附性好的α-Al2O3保护性氧化膜。纳米化促进了M951合金表面以Al2O3为主的氧化膜的形成,增强了氧化膜的粘附性,显著提高了合金的抗氧化性能。     

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。     

Cr3C2/Ni3Al复合材料的高温稳定性

通过对Cr3C2/Ni3Al复合材料在1000℃进行长期时效和氧化实验,分别考察了该材料的高温相稳定性和化学稳定性.结果表明,经1000℃长期时效后,Cr3C2/Ni3Al复合材料中的Cr3C2强化相保持稳定,而基体中则析出一定量的γ相,该相的析出强化了Ni3Al基体,从而使得复合材料的硬度得到进一步提高.Cr3C2/Ni3Al复合材料具有优良的高温抗氧化性能,其表面形成以α-Al2O3为主的致密氧化膜,在空气中的氧化速率仅为Ni3Al合金的1/2.分析认为,Cr3C2在堆焊过程中发生溶解,导致部分Cr固溶于Ni3Al合金基体中,促进了α-Al2O3的形成,从而改善了复合材料的抗氧化性.Cr3C2具有良好的高温化学稳定性并与Ni3Al基体有较好的氧化协同性,从而可得到基体有力支撑以发挥抵抗磨损的作用.优良的高温稳定性使得Cr3C2/Ni3Al复合材料适于在1000℃的高温环境下长期服役.     

NiAl-30．9Cr-3Mo-0．1Dy合金的高温氧化行为

研究了NiAl-30．9Cr-3Mo-0．1Dy合金在1300K～1500K空气中的恒温氧化行为。结果表明：NiAl-30-9Cr-3Mo-0．1Dy合金的抗氧化性远优于NiAl-31Cr-3Mo合金：1500K的氧化动力学曲线基本遵循抛物线关系，在1350K～1450K的氧化动力学曲线符合立方抛物线关系，1300K的氧化动力学曲线则符合5次方关系。氧化过程中，合金的表面生成了连续致密的Al2O3氧化膜；稀土元素的活性作用以及Al2O3与基体合金之间的富Cr层的形成，提高了Al2O3的粘附能力。Dy的添加也减少了NiAl相上Al2O3的生成量，延缓了θ-Al2O3向α-Al2O3相的转变时间。     

NiAl-28Cr-6Mo共晶合金的高温氧化行为

本文采用恒温氧化实验方法,在900～1150℃下测试了NiAl-28Cr-6Mo共晶合金的氧化性能,分析了合金的氧化动力学,SEM观测了合金表面以及横截面的形貌.研究表明,NiAl-28Cr-6Mo共晶合金在900～1100℃下合金表面生成了连续的Al2O3氧化膜,具有较好的抗氧化性能;900～1000℃氧化膜主要由θ...     

NiAl-31Cr-3Mo共晶合金的高温氧化行为

本文采用恒温氧化实验方法,在900 ～ 1150℃下测试了NiAl-31Cr-3Mo共晶合金的氧化性能,分析了合金的氧化动力学;SEM观测了合金表面以及横截面的形貌.研究表明,共晶合金表面在900～ 1100℃下形成了连续的Al2O3氧化膜,表现出一定的抗氧化性能;共晶合金表面在1150℃下未形成完整的Al2O3氧化膜...     

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。     

电镀Al-Mn合金及后续阳极氧化对镁合金防护性能的影响

为提高镁合金的耐腐蚀性能,采用无机熔盐电镀技术在镁合金表面电镀铝锰合金,其后在草酸溶液中对铝锰合金镀层进行阳极氧化处理,以制备耐蚀性优良的阳极氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对阳极氧化膜的微结构进行表征,采用电化学测试方法对阳极氧化膜的耐腐蚀性能进行评价。结果表明,Al-Mn合金镀层在草酸溶液中形成的阳极氧化膜主要由稳态的α-Al2O3和亚稳态的γ-Al2O3所组成,并含有少量的MnO2及Al(MnO4)3,该阳极氧化膜具有很强的绝缘特性,其腐蚀电流密度较Al-Mn合金镀层下降了约3个数量级,较基体镁合金下降了约6个数量级,极大地提高了镁合金的耐腐蚀性。     

Pd-Ni-Al涂层的高温短期氧化行为

在M38镍基高温合金上电镀Pd-20 mass%Ni合金，采用低压固体粉末包埋渗铝方法制备钯改性铝化物涂层，XRD分析表明，涂层主要由β-(Ni,Pd)Al相组成.利用TGA、SEM等方法，研究了涂层在800℃、900℃和1100℃的高温氧化行为表明，β-(Ni,Pd)Al涂层恒温氧化动力学遵循抛物线规律；1000℃氧化动力学则不遵循抛物线规律.在800℃和900℃下，β-(Ni,Pd)Al 涂层表面氧化产物包括α-Al2O3、θ-Al2O3和少量的γ-Al2O3；在1000℃下，涂层表面存在α-Al2O3和θ-Al2O3两种氧化物；在1100℃下，涂层表面氧化产物主要是α-Al2O3.此外，在各温度下涂层表面的氧化产物中都含有少量的TiO2，随着温度升高，其含量增加.     

电泳共沉积NiCoCrAlY粘结层制备及抗高温氧化研究

目的 分析研究Ni基合金与粘结层之间的扩散和界面反应规律,以及其对热障涂层的抗高温氧化性能和工作寿命的影响.方法 采用电泳共沉积、真空致密化处理,在K17镍基高温合金表面制备NiCoCrAlY粘结涂层,并进行1000℃×100 h抗高温氧化实验,采用XRD、SEM、EDS分析NiCoCrAlY粘结涂层在高温氧化过程中合金元素的扩散规律.结果 高温氧化动力学曲线表明,氧化100 h制备的NiCoCrAlY粘结涂层的氧化速率为17.2134 mg/cm2,远低于K17镍基高温合金的.Ni由涂层向基体内扩散,Cr和Co向外扩散,Al向界面处扩散.电泳沉积制备的NiCoCrAlY粘结层经真空致密化处理后,涂层均匀、致密,粘结层主要由Ni3 Al、Al3 Y5 O12、Cr23 C6以及α-Al2 O3等组成.结论 NiCoCrAlY粘结涂层的抗高温氧化性高于K17镍基高温合金,在高温氧化过程中,α-Al2 O3氧化膜提高了NiCoCrAlY粘结涂层的高温抗氧化性.Ti主要来自基体的缺陷中,随着高温氧化作用,获得了由基体向外扩散所需要的能量,并且同时与氧反应生成TiO,TiO容易在粘结层表面形成泡状物质,Ti的扩散对粘结层的致密度与均匀度造成一定的影响.     

Influence of Pt on Oxidation Behavior of CoNiCrAlY Alloy

利用扫描电镜、维氏硬度计、X射线衍射和能谱分析研究了CoNiCrAlY合金及添加3%、5%Pt(质量分数)改进的CoNiCrAlY合金组织、硬度及恒温氧化行为。结果表明:Pt在合金中形成了一种β-(Ni,Pt)Al相,显著改变了合金的组织;Pt的添加使得合金的硬度有了略微的提高;Pt促进了亚稳态的θ-Al2O3向稳态α-Al2O3的相转变,降低合金的氧化速率,Pt还抑制了β-相的消耗及内氧化的产生,提高了合金的抗氧化性能。     

超音速微粒轰击对热障涂层高温氧化行为的影响(英文)

在传统的热障涂层(TBCs)制备工艺的基础上,在制备热障涂层陶瓷层前,采用超音速微粒轰击技术(SFPB)改变粘结层的表面状态。采用 X 射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和微区 Cr3+荧光光谱研究粘结层的表面结构及其 1000 °C时的高温氧化相变。粘结层表面位错密度大幅度增加,形成了大量的原子扩散通道;在高温氧化初期,粘结层中 Al 原子扩散速度的增快保证了优先形成一层稳定的α-Al2O3相;在高温氧化瞬态阶段,大量 Cr3+通过 SFPB 产生的扩散通道,形成过渡相(Al0.9Cr0.1)2O3,该过渡相间接促进了γ→θ→α相变。在高温氧化初期,热障涂层 TGO 中的残余应力先急剧增大然后减小;与高温氧化26 h 的 0.93 GPa 相比,高温氧化 310 h 的残余应力降低至 0.63 GPa。在热障涂层的 TGO 层中获得了单一、连续、致密的具有抗高温氧化能力的主相α-Al2O3,这利于进一步延长其使用寿命。     

电弧离子镀NiAlHf涂层的抗高温氧化性能

目的通过电弧离子镀技术,获得抗氧化性能优良的NiAl涂层。方法采用电弧离子镀技术,在弧流为110 A,偏压为-50 V的参数下沉积NiAlHf涂层。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的物相结构和形貌进行分析,通过能谱仪(EDS)分析涂层的成分。采用恒温氧化增重实验对涂层的氧化动力学进行分析。结果由电弧离子镀技术制备的NiAl涂层致密均匀,无大颗粒、孔洞等缺陷。涂层主要由β-NiAl相组成,活性元素Hf固溶在主相中。NiAlHf涂层表现出良好的抗高温氧化性能,动力学曲线符合抛物线规律,在1150℃下恒温氧化200h的平均氧化速率为0.0841g/(m^2×h),远优于传统MCrAlY涂层体系。NiAlHf涂层在氧化初期形成保护性的α-Al2O3氧化皮以及少量亚稳态的θ-Al2O3,随后θ-Al2O3逐渐转变为稳态的α-Al2O3。Hf在涂层表面富集从而形成HfO2,对氧化皮形成了钉扎作用,增强了氧化皮的粘附性,提高了涂层的抗氧化性能。随着氧化的进行,涂层中的β-NiAl相逐渐转变为γ'-Ni3Al相。结论 NiAlHf涂层在1150℃下仍具备优良的抗高温氧化性能,对下一代耐更高温度涂层开发,电弧离子镀NiAl涂层的技术推广及工业化应用有一定的指导作用。     

Reaction thermodynamics and kinetics on in-situ Al2O3/Cu composites

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＰｕｒｅｃｏｐｐｅｒａｎｄｉｔｓａｌｌｏｙｓｈａｖｅｇｏｏｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｐｏｏｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｏｔｈａｔｔｈｅｙｃａｎｎｏｔｏｆｔｅｎｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｍｏｄｅｒｎｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｋｅｅｐｉｎｇｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ,ｈｏｗｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｈｏｔｓｔｒｅｎｇｔｈａｎ…