Cu-30Ni-20Cr纳米复合镀层的高温氧化行为

采用复合电沉积法制备出新型的Cu-30Ni-20Cr纳米复合镀层．该镀层的组织结构与常规Cu-Ni-Cr三元合金不同，是由Cu-Ni基固溶体（晶粒尺寸约为60nm）和纳米Cr颗粒（平均尺寸约为28nm）组成．与相同工艺条件下制备的Cu-40Ni合金镀层相比，Cu-30Ni-20Cr纳米复合镀层在800℃空气中的氧化速率显著降低，这是由于它能迅速形成一层连续、致密的Cr2O3膜所致．对Cr颗粒在Cu-30Ni-20Cr纳米复合镀层的高温氧化过程中所起的作用进行了讨论．     

Ni-氧化石墨烯纳米复合镀层的力学及抗腐蚀性能研究

目的 探究镀液中氧化石墨烯(GO)含量对于Ni-GO复合镀层的组织结构、力学性能、耐腐蚀性能的影响,并以此来确定GO的添加量。方法 采用电沉积技术制备Ni-GO复合镀层,并采用正交试验的方法找到Ni-GO复合镀层的优化制备工艺。通过SEM、EDS、XRD、XPS、拉曼等技术对GO和制备的Ni-GO复合镀层的形貌、组织结构进行表征分析,采用硬度仪、摩擦磨损试验仪、电化学工作站等对Ni-GO复合镀层的力学性能及耐蚀性进行分析。结果 采用正交试验的方法得到了Ni-GO复合镀层优化制备工艺条件,GO质量浓度为1.0 g/L,阴极电流密度为5 A/dm²,镀液温度为60 ℃,电镀时间为50 min。基于优化工艺条件下镀层的硬度为596.5HV,沉积速率为6.583 g/(dm².h)。其中镀液中氧化石墨烯浓度对Ni-GO复合镀层性能影响最大。结论 研究发现,Ni-GO复合镀层底部是Ni含量比较多的菜花头结构,在菜花头上面主要是石墨烯与Ni晶粒镶嵌在一起的尺寸不一的珊瑚状结构。当镀液中GO质量浓度为1.0 g/L时,制备出的Ni-1.0GO复合镀层中石墨烯含量最高,珊瑚状结构连接缝隙变小,组织致密性最好,孔隙缺陷最少。与Ni镀层相比,Ni-1.0GO复合镀层的硬度提高了37.7%,磨损质量损失减少了73.5%,耐蚀速率降低了44.8%。     

氧化石墨烯对纳米金属陶瓷复合镀层组织性能影响

目的 提高纳米金属陶瓷复合镀层硬度、耐磨性,以及耐蚀性。方法 在镀液中添加了氧化石墨烯(GO),在合金的基体上制备了Ni-TiN-GO的复合镀层,并对镀层组织结构、成分、显微硬度、耐磨性和耐蚀性进行表征及分析,探究GO的添加量对其组织性能的影响,确定最适宜的GO添加量。结果 最适宜GO含量为0.3 g/L,所得镀层表面平整致密,与基体结合良好,厚度为8.64 μm。晶面表现为双择优取向,晶粒尺寸最小,显微硬度最大,分别为22.8 nm和1 529.1HV。摩擦磨损测试表明摩擦因数为0.8,主要以磨粒磨损为主,具有良好耐磨性能。Ni-TiN-0.3g/LGO复合镀层自腐蚀电流密度较基体和Ni-TiN镀层下降1个数量级,在经过96 h的盐雾试验后,镀层未见开裂,只附着少量腐蚀产物,表现出良好的耐蚀性。结论 当GO的添加量为0.3 g/L时镀层表面最为致密,缺陷减少,并且通过其较大的比表面积可阻碍腐蚀离子通过,进而提高镀层耐蚀性。GO通过在镀液中与Ni²⁺结合形成复合物共沉积到孔隙缺陷处,同时GO弥散分布于镀层,提供了大量的形核位点,镀层晶粒尺寸下降,因此镀层硬度提高,并且由于GO具有一定自润滑能力,镀层的耐磨性提高。     

溅射Ni-8Cr-3.5Al纳米晶涂层的抗高温氧化行为

对Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ质量分数,％合金及其纳米晶涂层进行了１０００℃空气中高温氧化研究。结果表明：Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ纳米晶涂层的抗高温氧化性能优于Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ合金。这主要在于Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ纳变涂层表面生成了具有分层结构含一连续α－Ａｌ２Ｏ３内层的氧化膜,而Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ合金则生成了由Ｃｒ２Ｏ３内氧化物组成的氧化膜。讨论了涂层氧化膜的生成过程。     

溅射Ni-5Cr-5Al纳米晶涂层高温氧化

研究了一种低Ｃｒ,低Ａｌ的溅射Ｎｉ－５Ｃｒ－５Ａｌ（原子百分数）纳米晶涂层在９００℃的高温氧化行为,观察并分析了不同氧化时间涂层表面氧化物的生成情况。发现由于Ａｌ,Ｃｒ含量较低,不能生成一层完整的Ａｌ２Ｏ３或Ｃｒ２Ｏ３保护膜,而是生成一种由ＮｉＯ,ＮｉＡｌ２Ｏ３４尖晶石相和Ａｌ２Ｏ３组成的复杂氧化物。     

退火处理对Ni-Al纳米复合镀层循环氧化性能的影响

研究在500℃真空扩散不同时间条件下的扩散合金化对Ni-Al纳米复合镀层的结构与抗循环氧化性能的影响。结果表明：扩散不仅导致Ni-Al纳米复合镀层的基体Ni晶粒粗化,还导致Al固溶在基体Ni中,Ni与Al之间形成金属化合物;随着扩散合金化时间的延长,Ni-Al合金涂层中的空洞减少,从而减少了合金涂层在循环氧化过程中出现的穿透性裂纹和内氧化,抑制了氧化膜剥落区瘤状NiO的形成,提高了Ni-Al合金涂层的抗循环氧化性能。     

Ni-7Cr-4Al纳米复合镀层的氧化和热腐蚀性能(英文)

采用复合电镀技术,通过向普通硫酸镍电镀液中加入纳米Cr和Al颗粒,在Ni基材上制备了一种Ni-7Cr-4Al(质量分数,%)纳米复合涂层,对其在800°C下的空气氧化和750°C下75%Na2SO4+25%Na Cl混合熔盐热腐蚀性能进行研究。作为对比,对相同工艺制备的Ni-11Cr纳米复合镀层和纯Ni镀层的氧化和热腐蚀性能进行分析。Cr和Al纳米颗粒弥散分布在20~60 nm的纳米Ni中,与Ni-11Cr纳米复合镀层和纯Ni镀层相比,Ni-7Cr-4Al纳米复合镀层由于能快速形成氧化铝膜而表现出更优异的抗氧化性能,同时氧化铝膜的快速形成也提高了涂层的热腐蚀性能。     

溅射Ni-5Cr-5Al纳米晶涂层抗高温氧化性能

研究了一种低Ｃｒ、低Ａｌ的Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ系合金Ｎｉ－５Ｃｒ－５Ａｌ（摩尔分数,％）溅射涂层的抗高温氧化性能。结果表明,虽然Ｎｉ－５Ｃｒ－５Ａｌ溅射涂层在１０００℃氧化２０００小时后外面表生成ＮｉＯ,ＮｉＡｌ２Ｏ４、Ａｌ２Ｏ等复杂氧化物,但表现出很高的抗高温氧化性能。进一步分析表明,这一方面与溅射纳米晶涂层上生成的外氧化物粘附性好有关,另一方面与在ＮｉＯ,ＮｉＡｌ２Ｏ４和涂层之间生成一导听α－Ａｋ     

电沉积结合包埋渗制备复合涂层的高温氧化行为

为了提高铌合金的高温抗氧化性能,首先采用阴极匀速旋转电沉积法在铌合金表面制备了钼层,然后通过包埋渗硅获得硅化物复合涂层。研究了沉积态钼层和硅化物涂层的形成和微观组织结构,对比分析了有或无涂层C103合金的高温氧化行为。结果表明,阴极匀速旋转法使沉积的电流效率提高一倍多,钼层呈胞状结构、以非晶形式存在。经包埋渗硅后,生成了表层以MoSi2为主、中间层为NbSi2的复合涂层,涂层与基体结合良好。经1200 ℃氧化后,涂层试样的氧化抛物线速率常数分别为1.83×10-2 mg2cm-4h-1、8.08 mg2cm-4h-1,与之相比,裸合金的氧化抛物线速率常数则为5.87×103 mg2cm-4h-1,而且仅氧化10 h裸合金即出现了严重粉化;在高温氧化过程中,复合涂层表面生成SiO2垢层,具有优良的抗高温氧化性能。     

Ni-金刚石复合共沉积过程研究

利用复合电沉积技术制备了Ni-金刚石复合镀层,研究了溶液中微粒悬浮量对复合量的影响,并从两步吸附、微粒传输及界面作用力等不同角度初步探讨了金刚石微粒进入镀层的共沉积过程。结果表明:在研究范围内,随溶液中金刚石微粒悬浮量的提高,镀层中微粒复合量先升高而后缓慢降低。Ni-金刚石复合镀层的形成与N.Guglielmi的两步吸附模型及Yeh的微粒传输模型不完全吻合。分析认为,金刚石微粒与镍金属的共沉积分2个阶段,第1阶段,微粒依靠搅拌作用传输至电极表面,第2阶段,微粒在高场强协助下通过界面作用力的作用逐渐被沉积金属埋覆。     

PCVD法制备的Ti-Si-C-N纳米复合超硬薄膜的高温氧化行为

用脉冲直流等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)方法在高速钢基体上沉积出Ti-Si-C-N超硬薄膜.XRD,XPS及HRTEM等测试表明,薄膜由纳米晶/非晶复合结构组成(nc-Ti(C,N)/a-Si3N4/a-C-C或nc-Ti(C,N)/h-Si3N4/a-Si3N4/a-C-C).Ti(C,N)显示(200)晶面择优取向.高温氧化实验显示:随Ti含量降低和Si含量增大,Ti-Si-C-N薄膜的抗氧化温度逐步提高;当Ti含量为8.7%、Si含量为17.8%时,薄膜中出现少量晶化的密排六方结构的h-Si3N4,弥散分布在非晶基体中,薄膜抗氧化温度达到900℃.Ti-Si-C-N薄膜的氧化过程分为增重和失重两个阶段,进入失重阶段后薄膜很快失效.     

铸造镍基高温合金K447的高温氧化行为

用静态增重法测定了铸造镍基高温合金K447在700℃～950℃空气中的恒温氧化行为,其氧化动力学符合抛物线规律.在900℃以下为完全抗氧化级,在900℃～950℃为抗氧化级.X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明,K447氧化膜分为3层：外层是疏松的Cr2O3和TiO2的混合物,并含有少量的NiO及NiCr2O4尖晶石;中间层是Cr2O3;内氧化物层是Al2O3,并含有少量TiN.     

CeO2改性的渗铬涂层及氧化性能研究

采用在低碳钢上复合电镀NiCeO2后1120℃扩散渗铬4小时的方法,制备了CeO2改性的渗铬涂层,涂层主体由CeO2弥散分布的外层和不含CeO2的内层组成.作为对比,用相同工艺在低碳钢及单镍镀层上直接渗铬,获得2种不含CeO2的渗铬涂层;840℃下120小时的循环氧化实验表明,CeO2改性的渗铬涂层与不含CeO2的比较,抗氧化性能明显提高.光学显微镜(OM）、X光衍射（XRD）、扫描电镜与能谱（SEM/EDAX）及电子探针（EPMA）分析结果表明,CeO2改性的渗铬涂层抗氧化性能的提高,在于渗铬涂层中弥散的CeO2颗粒参与了Cr2O3的生长过程.文中对CeO2影响渗铬涂层的显微组织及氧化的作用机制进行了探讨.       

Cr,Al颗粒尺寸对Ni-Cr-Al复合镀层氧化行为的影响

分别用纳米颗粒Cr(平均尺寸62 nm),Al(平均尺寸85 nm)和微米颗粒Cr和Al(平均尺寸3μm)复合电沉积制备Ni-11Cr-3Al纳米复合镀层(ENC)和Ni-11Cr-7Al微米复合镀层(EMC).纳米颗粒的复合使ENC Ni-11Cr-3Al比EMC Ni-11Cr-7Al的颗粒分布更加均匀,颗粒间距减...     

Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的抗高温氧化性能

用增重法和X射线衍射法研究了Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的抗高温氧化性能。结果表明:脉冲复合镀层的抗高温氧化性比直流复合镀层优异;Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层随着氧化温度的升高和氧化时间的延长,氧化物质量增大,但在600℃以下镀层稳定性较好。不同的脉冲频率和占空比条件对镀层的抗氧化性有较大的影响,在f=33~50Hz,r=0.4或r=0.6处镀层的抗高温氧化性较好;随着氧化温度的升高和时间的延长,镀层截面更均匀,镀层的非晶态形态逐渐减弱,镀层逐渐向晶态转变,Ni3P相的衍射峰逐渐加强,且不断出现新相的特征峰。     

Cr颗粒尺寸对Ni-Cr复合镀层氧化行为的影响

利用Ni与不同粒度的Cr颗粒通过复合电镀的方法分别制备了Ni-7.5Cr (平均粒度为21nm)、Ni-10.9Cr (平均粒度为39nm) 和Ni-12.4Cr (平均粒度为2.4µm)的复合镀层。Ni-Cr纳米复合镀层与Ni-Cr微米颗粒镀层相比,其颗粒分布更为均匀,颗粒间距减少2—3个数量级。900℃恒温氧化实验结果表明：复合微米颗粒的Ni-Cr镀层只形成NiO膜,不能形成连续的Cr2O3膜,氧化速率很快;而Ni-Cr纳米复合镀层,由于能形成连续的Cr2O膜,氧化速率显著降低,并且这种颗粒尺寸效应随粒度越细越明显。文中对颗粒尺寸效应进行了探讨。     

电子束物理气相沉积热障涂层的高温氧化行为

采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）在Ni-Cr-Al-Y粘结层上沉积Y2O3部分稳定的ZrO2陶瓷层（YSZ），进行了900，1000，1100℃的恒温氧化和1050℃的循环氧化实验，用扫描电镜（SEM），能谱（EDS）和X射线衍射（XRD）对样品进行观察分析，结果表明，恒温氧化最初20h，1100℃的增重比900℃和1000℃的都要小，热循环过程中产生的热应力和氧化物生长应力等导致粘结层氧化物（TGO）/NiCrAlY粘结层界面开裂，引起EB-PVD热障涂层失效。     

CoCrAl微晶涂层对TiAl金属间化合物抗高温氧化性能的影响

研究了TiAl金属间化合物及溅射Co—30Cr—5Al微晶涂层对其在900—1000℃下抗氧化性能的影响结果表明,TiAl的氧化动力学近于直线规律,表面形成以TiO_2为主的层状、疏松氧化膜,且氧化膜与基体合金之间粘附性较差,不具保护性而30μm的Co—30Cr—5Al微晶涂层可使TiAl的抗氧化性能大大提高,涂层表面能够形成粘附性良好的Al_2O_3保护膜但由于在氧化过程中,Co向基体扩散,在涂层与基体之间形成大量Kirkendall空洞,这些空洞对TiAl金属间化合物抗氧化性能的影响有待进一步的研究