Ni-CeO2复合镀层厚度对δ-Ni2Al3-CeO2/Ni-CeO2涂层体系扩散行为的影响

在Ni基体电沉积不同厚度的Ni-CeO₂复合镀层并对其进行620 °C低温渗铝,制备了剩余复合镀层厚度分别约为10和45 μm厚的δ-Ni₂Al₃-CeO₂/Ni-CeO₂涂层体系。1000 °C真空退火5 h后,以上两种涂层体系均可在铝化物/镀层界面形成CeO₂富集层。但剩余复合镀层厚度为10 μm的涂层体系由于氧化物富集程度不足,涂层退化程度较剩余复合镀层厚度为45 μm的涂层体系严重。可见,在镀层氧化物颗粒含量一定的情况下,渗铝后剩余镀层厚度是影响扩散障有效性的重要因素。     

CeO2颗粒含量和尺寸对铝化物涂层和基体互扩散行为的影响

研究发现,在铝化物涂层中添加活性元素（Reactive Element,简称RE）,例如钇,铪,锆,铈及其氧化物,可以显著提高涂层的抗氧化性能。本文通过在Ni基体电沉积纳米CeO2颗粒（15-30 nm）含量~0,~1,~2,~3 wt. %和微米CeO2颗粒（5 μm）含量~1 wt. %的Ni-CeO2复合镀层并对其进行部分渗铝,制备了不同CeO2颗粒含量和尺寸掺杂的δ-Ni2Al3/Ni涂层体系。将以上CeO2掺杂的铝化物涂层在1000 °C真空退火不同时间,研究CeO2颗粒含量和尺寸对铝化物涂层和基体互扩散行为的影响。退火结果表明,纳米CeO2颗粒的添加可有效减轻δ-Ni2Al3/Ni涂层体系的退化,而且随着CeO2颗粒含量的增加,其对互扩散的抑制作用明显增强;但微米CeO2颗粒的添加对涂层和基体的互扩散几乎没有影响。这是因为CeO2颗粒含量和尺寸会影响高温过程中铝化物/Ni镀层界面处CeO2富集层的形成,该富集层可作为扩散障,阻碍铝化物涂层和基体的互扩散。     

ZrO2(ZrB2)活性扩散障界面演变行为的研究

本实验采用电子束物理气相沉积(Electron Beam Physical Vapor Deposition, EB-PVD)技术在镍基单晶合金Rene N5基体上制备出N5/(ZrB₂+ZrO₂)/ NiCrAl和N5/ZrO₂/ NiCrAl两组试样。然后,同时对其进行900℃/5h恒温氧化和1000℃/250h、1000℃/300h及1000℃/350h循环氧化,并采用SEM、EDS分析方法研究了界面演变行为及退化失效行为,结果表明,ZrB₂的加入对活性扩散障界面反应的生成速率有一定的延缓,但不影响具有阻扩散功能的Al₂O₃扩散障层的最终形成;并且,ZrB₂的加入提高了活性扩散障结构的服役寿命,改变了活性扩散障结构的失效方式。     

NiCrAlY/Al-Al2O3/Ti2AlNb高温抗氧化和力学性能研究

采用电弧离子镀技水在NiCrAlY涂层与O相Ti₂AlNb合金之间沉积不同Al:Al₂O₃比例的Al-Al₂O₃薄膜作为扩散阻挡层.研究了900℃下恒温氧化500 h后NiCrAlY/Al-Al₂O₃/Ti₂AlNb体系中Al-Al₂O₃层阻挡合金元素互扩散的行为,以及对涂层氧化动力学曲线的影响.结果表明,没有添加扩散阻挡层的NiCrAlY/Ti₂AlNb体系,涂层和基体之间的元素互扩散十分严重,涂层丧失抗氧化能力;而添加扩散阻挡层的材料体系,涂层和基体之间的元素互扩散受到抑制,涂层的长期抗高温氧化性能得到提高.对于3Al-Al₂O₃,1Al-Al₂O₃和0Al-Al₂O₃ 3种扩散阻挡层,综合比较材料体系的抗氧化性能、阻挡层阻挡涂层和基体元素互扩散能力、以及涂层和基体之间结合力,当1Al-Al₂O₃薄膜作为扩散阻挡层时,材料性能最优异.同时,本文利用扩散阻挡系数简洁定量地表示出不同Al:Al₂O₃比例阻挡层的阻挡扩散能力.     

Al2O3/NiCrCr3C2耐磨复合涂层制备及其摩擦学特性研究

采用电化学技术与等离子技术相结合的方法在7A55铝合金表面制备Al2O3/Ni_Cr_Cr3C2耐磨复合涂层。用金相显微镜、扫描电镜等对耐磨复合涂层的表面及截面形貌进行观察。结果表明:该涂层表面平整、光滑,厚度均匀;结合力等级达到0级;最后测试了该复合涂层的摩擦系数和磨损失重,摩擦系数平均值为0.0179,磨损率为6.7×10-4。     

热处理气氛对ZrO_2活性扩散障/NiCrAl涂层界面反应的影响

为研究ZrO2活性扩散障的形成机制,采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)在DD5镍基高温合金表面分别沉积ZrO2先驱层与NiCrAl涂层,分别在真空条件和大气条件下对试样进行温度为700,800及900℃,时间为5h的高温热处理。分析了试样的截面形貌、扩散反应区厚度以及ZrO2/NiCrAl涂层界面处的元素分布,并研究了热处理气氛对ZrO2/NiCrAl涂层界面反应的影响。结果表明:真空条件更有益于界面反应的进行,并发现经过900℃热处理5h后,ZrO2活性扩散障/NiCrAl涂层界面之间形成了致密的Al2O3阻挡层;而在大气气氛下,NiCrAl涂层中部分Al元素向表面扩散形成氧化膜,从而影响了ZrO2/NiCrAl涂层的界面反应。     

亚微米级Al2O3p/6061Al铝基复合材料扩散焊接工艺

以亚微米级Al2O3p/6061 Al铝基复合材料为对象,研究了直接扩散焊与采用中间层扩散焊两种工艺焊接铝基复合材料的特点、机理,分析了中间层对接头强度的影响规律.结果表明,在铝基复合材料液、固温度区间,存在"临界温度区域",在此温度区域进行直接扩散焊接时,通过液相基体金属的浸润,使得在扩散接合面中增强相-增强相接触转化为增强相-基体-增强相的有机结合,获得高质量焊接接头;进一步研究发现,在扩散接合面上采用合适的基体中间层同样可以将增强相-增强相接触转化为增强相-基体-增强相的有机结合,同时增大"临界温度区域"范围,接头性能更加稳定,接头变形量进一步减小(＜2%).     

纳米Al2O3掺杂酚醛/环氧复合涂层的耐腐蚀性能

以酚醛树脂(PF)改性环氧树脂(EP)为基体,将硅烷改性的纳米Al₂O₃掺杂其中,制备了纳米Al₂O₃-PF/EP复合涂层。利用红外光谱仪(FTIR)、接触角测量仪和电化学阻抗谱(EIS)等测试方法对复合涂层进行了表征。结果表明：硅烷改性的纳米Al₂O₃和PF与EP之间发生了化学反应,酚醛固化涂层的抗渗透性和交联密度提高;纳米Al₂O₃-PF/EP复合涂层的耐腐蚀性能优于EP涂层和PF/EP涂层,且掺杂3%(质量分数)纳米Al₂O₃的PF/EP复合涂层,其耐腐蚀性能最优;硅烷改性的纳米Al₂O₃与PF/EP之间的分散性和稳定性提高,涂层变得更致密,阻碍了腐蚀性介质的扩散,从而提高复合涂层的耐腐蚀性能。     

纯铜SHS反应热喷涂Al2O3基复合陶瓷涂层的性能研究

    采用SHS(自蔓延高温合成)反应火焰喷涂工艺,将Al-CuO铝热反应体系引入到喷涂陶瓷材料中,在纯铜表面制备Al₂O₃基复合陶瓷涂层.结果表明,SHS反应热喷涂层与基体的结合好于常规热喷涂,辅以Ni-Al合金打底,复合涂层500度下热震循环40次时仍完好无损.复合涂层的XRD图谱表明,在层间及涂层内部生成的NiCu及Al_xCu_y化合物有助于增强涂层的性能,同时Al的适当过量可以起到弥补喷涂过程中Al的损失并为体系提供良好的液相环境的作用,提高反应转化率,降低孔隙率,同时复合涂层具有较好的耐磨性及抗氧化性.     

等离子喷涂Al2O3/TiO2纳米陶瓷复合涂层的耐蚀性能研究

采用中性盐雾试验(NSST)研究了等离子喷涂Al2O3/TiO2纳米陶瓷复合涂层的耐腐蚀性能。结果表明,喷涂功率和TiO2含量对纳米陶瓷复合涂层的耐蚀性能均有显著的影响,且耐蚀性能随喷涂功率的升高而先升高后降低,但却随着TiO2含量的升高而升高。     

Magnetic properties of Al2O3-Cr2O3 solid solutions

Solid solution ceramics (Al₂O₃)_x(Cr₂O₃)_1−x with different x in the range of 0 < x < 1 were synthesized via traditional ceramic production method. X-ray diffraction results and Rietveld refinements indicated that all samples possessed rhomb-centered structure and continuous solid solutions were synthesized. The samples were composed of irregular grains with several micrometers in diameter. Temperature dependence of magnetization measurements showed monotonous decreasing Néel temperature with increasing x and percolation effect happened with threshold of x = 0.65. As x became higher, weak ferromagnetism was observed in the samples. Field dependence of magnetization measurements further confirmed the weak ferromagnetism in the samples with x = 0.7, 0.8 and 0.9.     

K417G高温合金纳米氧化锆热障涂层的制备与性能

通过探讨喷涂工艺参数对纳米氧化锆涂层结构和性能影响的规律，使纳米氧化锆未熔颗粒基本上保持原始氧化锆粉末的纳米级晶粒大小，熔化的颗粒则起粘结剂的作用，使涂层内氧化锆颗粒问结合牢固，涂层结构致密。纳米氧化锆热障涂层与常规氧化锆涂层相比导热系数降低，隔热效果得到明显提高。力学试验结果则表明，纳米结构热障涂层在硬度、抗热冲击性能、耐冲击性以及结合强度等方面都明显高于常规粉末制备的涂层。     

MoS2颗粒表面包覆Al2O3及其在镀层中的应用

采用非均匀形核法将Al2O3包覆到MoS2颗粒表面,提高颗粒的亲水性能。研究了溶液pH值、Al(NO3)3的摩尔浓度和预处理工艺对包覆率的影响;采用SEM及EDS分析了包覆前后MoS2颗粒的微观形貌和表面成分;通过测量接触角研究了颗粒表面的亲水性。结果表明,颗粒表面均匀包覆了一层Al(OH)3;溶液pH值对包覆率的影响最大,Al(NO3)3的摩尔浓度次之。最佳工艺为:溶液pH值为5.5,Al(NO3)3浓度为0.15mol/L,预处理过程不添加表面活性剂。随着包覆率的提高,MoS2颗粒的亲水性提高。利用包覆Al2O3的MoS2制得了Ni-P-MoS2化学复合镀层,提高了镀层中沉积粒子的均匀致密性。     

Self-lubricating Al2O3/PTFE composite coating formation on surface of aluminium alloy

Self-lubricating composite coating is fabricated on the surface of aluminium alloy, which integrates the advantages of wear resistance of microarc oxidation (MAO) ceramic coating and a low friction coefficient of polytetrafluoroethylene (PTFE). Inspection of SEM and EDS analysis indicates that PTFE can be deposited into the MAO coating, and a compact film forms which can fully cover the MAO coating. The yielded coating possesses superior tribological properties. The friction coefficient remains steady with minimal weight loss during long-term sliding.     

SiO2添加剂对等离子喷涂Al2O3涂层抗热震性的影响

通过在Ａｌ２Ｏ３陶瓷粉末中添加不同数量的ＳｉＯ２，探讨其对等离子喷涂涂层抗热震性的影响。结果表明，在等离子喷涂Ａｌ２Ｏ３涂层中添加３％ＳｉＯ２后，热震起裂次数及热震失效次数均得到明显提高。其原因是适量ＳｉＯ２，能明显增加Ａｌ２Ｏ３涂层中的气孔和微裂纹。气孔尺寸均匀，直径在１～２μｍ以内，微裂纹以细网状分布于涂层薄片内。在热震过程中，气孔与微裂纹缓解涂层内应力，延缓了裂纹的扩展，故能显著提高涂层的抗震性能。但添加过量ＳｉＯ２后，由于Ａｌ２Ｏ３与ＳｉＯ２热膨胀系数差异过大，易造成应力集中，产生粗大裂纹，另外，气孔率过大，降低了抗热震性能。     

Al2O3/Au Composite Coating on Stainless Steel Prepared by Electro-deposition

Tritium permeation barriers on stainless steels are required in fusion technology in order to reduce the tritium permeation rate through the structural material into the cooling water system.Preparation of tritium permeation barrier Al2O3 is an important way to solve the problem of leakage of tritium permeation.It is worth to note that the noble Au is an excellent barrier of hydrogen dissolution.Al2O3/Au composite coating was designed for potential tritium permeation barrier on stainless steel.The alternation coatings have been prepared by electrochemical deposition method.The processing parameters and subsequent sinter temperature for composite coatings were optimized.The oxidation resistance of the coating has been tested.A hydrogen diffusion test simulating tritium permeation has been conducted to compare the sample with and without coating.Microstructure was examined by scanning electron microcopy(SEM).The results showed Al2O3/Au multi-alternation coatings can be prepared on the surface of stainless steel at the case of controlling processing well.The coatings have the characteristic of high temperature oxidation resistance and good hydrogen permeability barrier.The tritium permeation should be study further.