电弧离子镀AlYSi涂层抗高温氧化性能研究

采用电弧离子镀技术在K465镍基高温合金基材上制备了AlYSi沉积-扩散型涂层,研究了K465合金和AlYSi涂层在1100℃下的高温氧化行为.利用SEM,EDX,XRD对氧化后的涂层表面和截面进行分析,结果表明:AlYSi涂层主要由β-NiAl相组成,氧化过程中涂层表面形成了Al2O3保护膜,显著提高了合金的抗高温氧...     

发动机用GH4169合金NiAl涂层离子镀制备及其高温氧化分析

采用离子镀方法在发动机用GH4169合金表面制备NiAl涂层,并通过实验测试的方式对其组织结构以及抗1100℃高温氧化能力进行分析。研究结果表明:热处理后基体表面形成了约15μm的NiAl涂层,涂层和基体间形成了致密的界面。经过真空热处理后,在涂层内只剩下β相。在涂层表面产生了连续分布的多边形氧化物,在涂层表面也没有观察到明显的孔隙结构,涂层内形成了以α-Al₂O₃相与γ-Ni₃Al相为主的成分。随着氧化时间的增加,在涂层内产生了许多尖晶石结构,已观察不到β相的衍射峰,导致氧化皮受到破坏,从而减弱了涂层防护能力。NiAl涂层试样发了抗氧化能力的明显增强,具备比基底更强抗氧化能力。当氧化初期涂层发生了氧化速率下降,此时在涂层表面产生了致密氧化铝膜,可以有效保护涂层,降低Al消耗量。     

电弧离子镀NiCoCrAlYTa涂层制备及其高温防护性能研究

为进一步提升高温合金材料的服役性能,利用真空阴极电弧离子镀技术在DZ22B高温合金上沉积NiCoCrAlYTa涂层,研究涂层对基材力学性能的影响和高温性能等。采用扫描电镜观察膜层表面和截面形貌,用X射线衍射仪分析涂层的物相组成,用万能试验机检测室温拉伸性能和高温光滑持久强度性能。结果表明：所沉积的NiCoCrAlYTa涂层厚度达60 μm以上,经热处理后,涂层更加致密且与基体因互扩散实现了冶金结合;NiCoCrAlYTa涂层的相组织主要为γ'-Ni₃Al/γ-Ni。表面沉积NiCoCrAlYTa涂层后,对DZ22B基材的室温拉伸性能和高温光滑持久强度性能虽稍有影响, 但均能满足应用的要求。在1 050℃高温下,NiCoCrAlYTa涂层表面形成了一层致密的氧化层,从而减缓了氧化速度,其氧化速度仅为DZ22B基材的50%;DZ22B基材表面沉积NiCoCrAlYTa涂层后, 抗950℃燃气热腐蚀能力提高了225倍。     

电弧离子镀TiC扩散障结构及抗高温氧化性能研究

采用电弧离子镀技术(AIP)在NiCrAlY涂层与镍基高温合金(DD3合金)之间沉积TiC薄膜作为扩散障层,研究了TiC对NiCrAlY涂层与基体的元素互扩散的阻碍作用和对涂层氧化动力曲线的影响。对于添加扩散障层前后的试样,进行循环抗氧化试验来评价其抗高温氧化性能,并用扫描电镜(SEM)分析氧化前后试样微观形貌和成分,用X-射线衍射仪分析涂层的相结构。试验结果表明:TiC有效阻滞DD3基体与涂层之间的元素互扩散,提高了NiCrAlY涂层和DD3合金的抗高温氧化性能。     

多弧离子镀MCrAlX涂层的高温性能研究

本文首次应用多弧离子镀技术沉积Ａｌ２Ｏ３保护性氧化膜形成类型的ＮｉＣｏＣｒＡｌＳｉＹＨｆ涂层和 ＣｏＮｉＣｒＡｌＴａＹ涂层，探讨了涂层质量和沉积工艺的关系，对两涂层的高温氧化性能和热腐蚀性能进行了试验研究，分析了涂层的高温防护衰退机制．     

高速电弧喷涂铁基涂层的热震和抗高温氧化性能

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)成功制备了Fe基涂层,研究了涂层高温性能及相应的组织结构.结果表明:涂层的抗热震以及抗高温氧化能力相当好,涂层经650℃和800 ℃ 30次热震后试样表面基本完好;涂层氧化时氧是在层与层之间扩散的,热震试验时出现的裂纹和涂层脱落均是由层间氧化物引起的;Fe基涂层经800℃、200 h氧化后增重约为10 mg/cm2,抗氧化能力较好,甚至优于某些耐热钢如12CrMoV,主要是因为铬元素形成氧化膜抑制了氧向涂层内部的进一步扩散.     

钛合金表面电弧离子镀TiAlN涂层的抗高温氧化性能研究

运用电弧离子镀技术,采用热等静压Ti05Al0.5合金靶在航空用钛合金TC11基片上制备了TiAlN防护涂层,并采用SEM、AES、XPS等方法研究了涂层在空气中的抗高温氧化性能.结果表明,涂层发生了选择性氧化,外层生成富Al层而内层形成富Ti层;同时进行了涂层的室温干摩擦试验,结果表明,TC11钛合金基体同GCr15钢珠的磨损表现出黏着磨损的特征,磨痕宽度约100 μm,而TiAlN涂层通过提高表面硬度改善了钛合金的黏着磨损状况.     

真空电弧离子镀沉积Ni基合金涂层的研究

Ni基合金涂层是我国近几年着力研究并应用于燃气轮机，飞机叶片的新型合金涂层，为扩大对Ni基合金涂层品种多元化的研究，本研究了NiCrWTi合金涂层的常规工艺及其性能，结果表明：采用真空电弧离子镀技术沉积NiCrWTi合金涂层的组织结构致密，结合强度高，耐腐蚀性能好。     

钛合金表面电弧离子镀TiA1N涂层的抗高温氧化性能研究

运用电弧离子镀技术，采用热等静压Ti0.5Al0.5合金靶在航空用钛合金TC11基片上制备了TiA1N防护涂层，并采用SEM、AES、XPS等方法研究了涂层在空气中的抗高温氧化性能。结果表明，涂层发生了选择性氧化，外层生成富Al层而内层形成富Ti层；同时进行了涂层的室温干摩擦试验，结果表明，TC11钛合全基体同GCr15钢珠的磨损表现出黏着磨损的特征，磨痕宽度约100μm，而TiA1N涂层通过提高表面硬度改善了钛合金的黏着磨损状况。     

GH3030合金NiCrAlYSi涂层的高温防护性能

采用等离子喷涂法制备的航空发动机涡轮部件不能满足抗高温和热腐蚀需求。采用真空电弧离子镀技术(AIP)在GH3030镍基高温合金上制备170～180μm厚的NiCrAlYSi涂层,研究了该涂层700℃下的高温氧化行为和760℃下的燃气热腐蚀行为。结果表明:经过长时间的氧化,NiCrAlYSi涂层表面形成了以Al2O3,Cr2O3为主的氧化膜,提高了其抗高温氧化性能;经过760℃,100h燃气腐蚀试验后,NiCrAlYSi涂层主要由Ni3Al和α-Cr相组成,NiCrAlYSi涂层明显改善了GH3030合金的抗低温热腐蚀性能。     

AlSiY扩散涂层的高温氧化及热腐蚀行为

采用电弧离子镀技术和后续扩散处理,制备了AlSiY扩散涂层。同时研究了AlSiY扩散涂层在1000℃下的高温氧化行为和900℃下Na2SO4＋NaCl混合盐中的热腐蚀行为。实验结果表明：AlSiY扩散涂层主要由β-NiAl相以及一些弥散分布的α-W、CoWSi相组成。氧化和腐蚀过程中涂层中β-NiAl相提供Al源在表面形成了连续致密的Al2O3膜,使涂层具有很好的抗高温氧化和抗热腐蚀能力。     

RE-Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的抗高温氧化性能

目前对单金属及其合金镀层研究较多,而对RE-Ni-W-P-SiC复合镀层,尤其是对镀层的抗高温氧化性能研究较少.采用氧化增重法和X射线衍射法研究了RE-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能比直流复合镀层优异;脉冲复合镀层在800℃以下氧化增重不大,稳定性较好,800℃以上,氧化膜增重迅速;不同脉冲频率和占空比对镀层的抗氧化性能有较大的影响:在f=33 Hz,r=0.4或r=0.6处镀层的抗高温氧化性能较好;随着热处理温度的升高和时间的延长,镀层的非晶态形态逐渐减弱,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.RE-Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层具有较好的抗高温氧化性能.     

钛基体上氧化铝膜层的耐高温和耐腐蚀性能研究

钛材高温氧化严重,为了提高其使用性能,采用溶胶-凝胶法在钛合金材料表面制备了耐腐蚀性能优良的三氧化二铝膜层.通过700 ℃下氧化增重的测量、扫描电镜对涂层高温氧化前后表面形貌的观察以及其在3.5%NaCl溶液中的阳极极化曲线测量表明,带涂层的试样在700 ℃、20 h的增重仅有0.028 0 mg/cm2,无涂层的试样增重为1.005 2 mg/cm2;带涂层的试样ΔE=1 203.5 mV,裸露钛合金试样的ΔE=154.6 mV.在钛合金材料表面制备的氧化铝溶胶-凝胶膜层具有提高钛合金材料表面抗高温氧化和耐腐蚀性能的特点.     

碳/碳复合材料高温抗氧化涂层研究进展

介绍了碳／碳复合材料抗氧化涂层的基本要求和近年来抗氧化涂层的研究进展，讨论了目前抗氧化涂层中存在的主要问题。对于碳／碳抗氧化涂层的研究方向，也作了简要的阐述。     

多弧离子镀TiAlN薄膜的制备及其抗氧化性能

目前,关于氮氩比对TiAlN薄膜高温抗氧化性能影响的研究较少。采用多弧离子镀技术在M2高速钢上沉积TiAlN薄膜,利用SEM、XRD等方法研究氮氩流量比对薄膜组织结构、表面形貌和抗氧化性的影响。结果表明:TiAlN薄膜呈δ-TiN面心立方晶体结构;随着氮氩流量比的提高,薄膜表面熔滴数量显著下降,膜层表面更加平整光滑,相结构的择优取向发生改变,硬度先增大后趋于稳定,表面氧化物含量逐渐下降;当氮氩流量比为9∶1时,所得TiAlN薄膜在800℃氧化温度下,其表面会生成一层致密的Al_2O_3保护膜,有效阻止了薄膜被进一步氧化,具有良好的抗氧化性能。     

Ta合金高温防护涂层研究

使用料浆熔烧工艺在Ta-10W合金表面制备了Si-Cr-Ti-W系统的硅化物涂层。分析认为,涂层由二硅化物和硅基共熔体组成。在结构上由外表面保护膜、主体层以及界面内层三部分构成。保护膜在高温下阻止氧向基本的浸渗,减少与硅的化学反应,使主体层保持较高的硅含量。内层有助于释放涂层积聚的内应力,保持良好的界面结合。高温性能测试结果表明,在1800℃高温下抗氧化寿命超过2.5h,使该温度到室温的热循环达80次。     

基于声发射技术的Si-Cr-Ti高温抗氧化涂层弯曲失效机理研究

本研究借助声发射技术对铌基高温抗氧化涂层在常温下的弯曲失效过程进行了研究。利用k均值聚类方法对信号进行了分类,结合截面扫描电镜观测结果确定高温抗氧化涂层在弯曲载荷下的信号分别对应基体变形、表面垂直裂纹、滑动型界面裂纹和张开型界面裂纹,通过快速傅里叶变换得到了各类信号的主频分别为100、310、590和450 kHz,借助小波分析得到了各信号的小波能量系数。涂层弯曲失效过程主要包括四个阶段,分别为受拉侧表面垂直裂纹萌生的初始损伤阶段、表面垂直裂纹增殖阶段、两侧界面裂纹快速扩展的损伤积累阶段和受压侧涂层明显剥落的宏观剥落阶段。