溅射Ni_3Al微晶涂层的抗氧化性能

研究了铸态 Ni_3Al 合金及其微晶溅射涂层在1000—1100℃下等温氧化性能及1000℃下的循环氧化性能。结果表明:铸态 Ni_3Al 合金在氧化过程中形成 Al_2O_3,NiO 和 NiAl_2O_4 的复杂氧化膜;微晶 Ni_3Al涂层在氧化过程中形成α—Al_2O_3和 NiAl_2O_4尖晶石,不含 NiO,这种氧化膜的保护作用比含 NiO 的氧化膜的保护作用好,使得其氧化增重比铸态合金小约1半。此外铸态 Ni_3Al 合金在氧化过程中沿粗大晶界发生严重的内氧化,且表面氧化膜较脆易发生剥落;微晶 Ni_3Al 涂层可以消除沿晶界的内氧化,氧化膜与基体粘附良好,未发现剥落现象。微晶化大大提高了 Ni_3Al 合金的抗氧化性能。     

溅射Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层对镍基合金在1000 ℃氧化行为的影响

通过对有/无Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层镍基合金在1000℃进行氧化动力学曲线测定,及组织结构观察,研究了Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层对镍基合金高温氧化行为的影响。结果表明:高温氧化期间,合金发生外氧化和内氧化,外氧化层由NiO、NiCrO_4、CoWO_4构成,中间氧化物由TiO_2、Al_2O_3、NiWO_4构成,中间层氧化物层抑制了基体中Al元素向外扩散,形成平直连续的Al_2O_3内氧化物层;合金氧化动力学曲线呈现起伏波动的特征。镍基合金经溅射Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层,可有效改善合金的抗氧化性能;涂层的氧化动力学曲线仅在氧化初期有轻微增重而后趋于平稳,遵循抛物线规律,其形成的Al_2O_3氧化膜未发生明显剥落,仅在涂层内及近涂层/基体界面区域存在少量Al_2O_3内氧化物。     

渗铝铌合金微弧氧化的电解液优化及膜层抗氧化性

为了提高铌合金的抗高温氧化性能,先对铌合金C103进行包埋渗铝处理,再进行微弧氧化(MAO)处理获得Al2O_3陶瓷膜。对涂层的形貌、硬度、成分及高温氧化增重进行分析,通过单因素法优选了微弧氧化电解液配方。采用最佳电解液配方制备复合涂层(MAO/Al/C103),并与仅经包埋渗铝制备的涂层(Al/C103)进行对比分析,研究了复合涂层的抗高温氧化性能。结果表明:根据MAO膜层的硬度和厚度,获得微弧氧化的最佳电解液配方为10.0 g/L NaAlO_2+5.0 g/L NaOH+7.0 g/L Na_2WO_4+5.0 g/L NaF+2.5 g/L Na_2EDTA;在1 100℃高温氧化下,MAO/Al/C103试样氧化10 h的增重为5.5 mg/cm~2,小于Al/C103试样的9.4 mg/cm~2,表现出更好的抗氧化性。     

PS45/CuAl8伪合金复合涂层高温循环氧化行为

采用超音速活性电弧喷涂技术在Q235钢基体表面制备PS45/CuAl8伪合金复合涂层,将该涂层在600℃和800℃进行循环氧化,采用XRD、SEM和精密天不等手段对涂层的显微结构进行表征,研究了涂层的循环氧化性能。结果表明:PS45/CuAl8伪合金复合涂层主要由Al_2O_3、Cr_2O_3、α-Cu和γ-Ni固溶体组成,组织致密,颗粒成扁平状且扁平化程度高、分布均匀。经高温循环氧化后在涂层表面形成了一层致密的Al_2O_3+Cr_2O_3+Ni(Al,Cr)_2O_4薄膜,避免了Al_2O_3薄膜的剥落,从而降低了涂层氧化速率,提高了基体的抗高温循环氧化性能。     

微弧氧化及包埋渗铝法制备的复合涂层高温抗蚀性能

采用包埋渗铝技术在C103铌合金基体上制备Al/C103,通过微弧氧化(MAO)处理获得Al_2O_3陶瓷膜外层。利用X射线衍射仪(XRD)和配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM),分析复合涂层高温腐蚀前后的成分和组织结构,并研究其高温氧化和热腐蚀行为与机理。结果表明:包埋渗铝处理的Al/C103经1000℃氧化10h后增重为6.98mg/cm^2,微弧氧化结合包埋渗铝制备的MAO/Al/C103增重为2.89mg/cm^2;氧化20h后,MAO/Al/C103增重为57.52mg/cm^2,高于Al/C103的28.08mg/cm^2。在900℃熔融混合盐(75%Na2SO4和25%NaCl,质量分数)中腐蚀50h后,Al/C103和MAO/Al/C103的增重分别为70.54,55.71mg/cm^2,表面生成了Al_2O_3和钙钛矿结构NaNbO3相;部分NaNbO3堵塞MAO微孔,阻碍熔盐向内扩散,MAO/Al/C103试样表现出较优的抗热腐蚀性。     

铌硅化物基超高温合金表面包埋渗Al改性硅化物涂层的组织结构

分别采用两步包埋渗法和包埋共渗法在铌硅化物基合金表面制备了Al改性硅化物抗氧化涂层.两步包埋渗法是先在合金表面包埋渗Si制备(Nb,X)Si2(X表示Ti,Cr和Hf元素)涂层,然后再将渗Si试样于800～1000℃包埋渗Al.结果表明:当渗Al温度达到860℃时渗入(Nb,X)Si2层中的Al可形成(Nb,Ti)3Si5Al2相;当渗Al温度达到900℃时渗入的Al还可穿过(Nb,X)Si2层在渗Si层与基体之间形成(Nb,Ti)(Al,Si)3层.经1150℃/20h Si-Al包埋共渗后在合金表面形成的涂层具有多层复合结构:外层主要由(Nb,Ti)3Si5Al2和(Nb,Ti)(Al,Si)3组成;中间层上部为(Nb,X)Si2,下部为低硅化物(Nb,X)5Si3;内层由基体相(Nb,Ti)Al3和柱状晶(Cr,Al)2(Nb,Ti)组成.     

铌基合金表面Al-B包埋共渗层的组织及抗氧化性能

为提高铌基合金的抗氧化性能,采用包埋共渗法在铌基合金表面于780,860,940℃保温4 h包埋共渗Al-B涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪分析共渗层形貌及结构,采用能谱仪分析其成分;采用高温氧化试验研究渗层的抗高温氧化性能。结果表明:渗层主要形成了Nb Al3,Nb B2和Nb5B6三相,其中在940℃形成的渗层中形成了Al B12相,Al B12在高温下对渗层起到了一定的修复作用;经1 000℃氧化20 h后,渗层保持原始的相组成,并在表面形成由Al Nb O4,Nb O2,B2O3和Al2O3组成的致密混合氧化膜,且与基体结合良好;Al-B共渗层一定程度上改善了铌基合金的抗氧化性能。     

TC4合金表面Y改性铝化物涂层的组织及高温氧化性能

为提高TC4合金的抗高温氧化性能。采用在900,940和980℃扩散渗2 h的方法在TC4合金表面制备了Y改性的铝化物渗层,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪及能谱仪分析了渗层的结构及相组成,研究了渗层在1000℃时的抗氧化性能,讨论了其氧化机制。结果表明:不同温度所制备的渗层主要组成相均为Al_3Ti,此外在900℃制备渗层中含有少量的Al_(23)V_6,在940,980℃制备渗层中分别检测到了Al_2Ti_3及Al_2Ti相;渗剂中添加Y能够降低涂层的内应力,抑制渗层中裂纹的产生。940℃共渗2 h制备的Y改性Al化物渗层在1000℃氧化50 h后表面形成了致密的Al_2O_3氧化膜,显著的提高了TC4合金的抗高温氧化性能。     

Q345B油管表面电沉积Ni60A-YSZ-Al_2O_3复合涂层组织及润湿性分析

以Q345B钢作为基底材料通过直接电沉积的方式制得Ni60A-YSZ-Al_2O_3组成的纳米复合涂层,对涂层进行组织结构与各元素组成情况的测试,并表征了涂层润湿性。研究结果表明:在Ni60A-YSZ涂层的表面区域并没有产生气孔与裂纹;在Ni60A-Al_2O_3涂层的表面区域形成了明显的包状组织,并且尺寸与分布性也更均匀。加入3 g/LYSZ以及3 g/LAl_2O_3颗粒时形成的涂层内形成了部分孔隙结构,引起了致密度的减小,此时的涂层厚度为19.17μm,增大近6%。在Ni60A-YSZ-Al_2O_3复合涂层中的Ni-Co合金具有面心立方结构。Ni与Co两种金属原子能够以具有相同结构的α相固溶体组织存在。在YSZ与Al_2O_3颗粒的质量浓度都在3 g/L的条件下可以获得最低的粗糙度,此时也获得了133°的最大接触角。     

CeO_2对铝化物涂层高温氧化膜生长应力的影响(英文)

采用改进的双面氧化弯曲法,原位测定了900℃下 CeO_2及其含量对 Al 化物涂层上的氧化膜生长应力的影响,并计算出了含 CeO_2的复合涂层与两种简单渗 Al 涂层的生长应力差值。实验表明:涂层中添加 CeO_2可细化 Al_2O_3膜的晶粒,增加了氧化膜的塑性,使复合涂层在900℃氧化45h 后的氧化膜内的生长应力同 NiAl 涂层和M38G 合金渗 Al 层相比分别降低了约2000MPa 和500MPa。此外,试样在升温过程中的弯曲行为表明,三种涂层的线膨胀系数间关系为 α_(NiAl)>α_(NiAl+CeO(?))>α_(渗 Al M38G 合金)。     

Ni-Cr-Co-Mo-W-Ta-Al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Ni-4.66Cr-5.87Co-7.54Mo-2.90W-4.97Ta-6.32Al合金在900℃和1000℃的高温氧化行为。结果表明,合金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;氧化300h后合金表面氧化物膜分为2层,外层氧化物为NiO、Ni_2Cr_2O_4、Ni_2CoO_4和CoTa_2O_6,分布在外层的CoTa_2O_6抑制基体中元素Al向外扩散,形成内层氧化物Al_2O_3。在氧化期间,合金内部生成了内氮化物AlN,且在合金内部AlN与Al_2O_3成规律性分布,与外氧化膜相邻的为元素Al的内氧化物Al_2O_3区域,远离外氧化膜的基体内部为元素Al的内氮化物AlN区域,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。     

Ti_3Al金属间化合物的熔盐热腐蚀

采用电化学方法并结合扫描电镜、X 射线衍射、电子探针和能谱等物相分析技术研究了 Ti_3Al 金属间化合物在800℃熔融 NaCl-(Na,K)_2SO_4体系中的腐蚀行为。结果表明,Ti_3Al 合金耐熔盐腐蚀性能远低于 Ni 基 IN738合金。腐蚀时在合金表面形成外层为 TiO_2;内层为富 Nb 的Nb_2O_5,Al_2O_3,TiO_2的混合层和中间层为富 Al 的 TiO_2,Al_2O_3混合层的多层腐蚀层结构。Ti 快速向外扩散和氧向内扩散使合金表面腐蚀产物层迅速增厚。腐蚀产物内层的富 Nb 氧化物破坏了膜层与合金基体的粘附性。     

Al和Nb元素对高Nb-TiAl合金高温氧化行为的影响EI北大核心

利用SEM,XRD和EPMA研究了Ti45Al8Nb,Ti45Al12Nb,Ti52Al8Nb和Ti52Al12Nb四种合金在900℃空气中100 h的氧化行为。结果表明:四种含铌合金的抗氧化性均大幅度优于无铌合金。高的Al含量可提高合金抗氧化性,52Al合金氧化膜内均有更稳定的Al2O3出现,氧化膜下出现贫铝区。Ti52Al8Nb合金氧化膜除外层生成Al2O3保护层外,内层还分布着岛状Al2O3。12Nb合金氧化膜内出现更多的Nb2Al相,其对于合金抗氧化性并不总是有利的。更高的Al和Nb含量均改变氧化膜的生长机制。合金具有最优的抗氧化性需要Al和Nb元素协同作用。     

内燃机用镍基合金表面Zr改性(Pt,Ni) Al涂层的性能

为了提高内燃机用镍基合金表面(Pt,Ni) Al涂层的抗氧化性能,对镍基单晶高温合金DD6表面Pt-Zr镀层实施气相渗铝得到Zr改性(Pt,Ni) Al涂层,对比分析了此涂层与常规(Pt,Ni) Al涂层的热腐蚀测试结果。结果表明:涂层改性后Zr元素基本固溶于中间层以及外层(Pt,Ni) Al组织相内,未改性和改性后涂层都是由PtAl2与Ni Al共同构成,涂层内的PtAl2相都以弥散态的形式存在于(Pt,Ni) Al相中;经过100 h热腐蚀测试后Zr改性(Pt,Ni) Al涂层比未改性涂层的增重程度更低;涂层进行60 h热腐蚀形成的表层中包含了Al2O3与Ni Al,并且涂层内PtAl2相含量减少;经Zr改性后的(Pt,Ni) Al涂层发生了少量内氧化,实际腐蚀深度减小。     

磁控溅射Al掺杂Al2O3薄膜耐蚀性能研究

采用中频电源反应溅射在Si和SS304不锈钢表面制备两种不同成分的Al-O涂层,利用X射线衍射、扫描电镜、纳米压痕仪、电化学工作站和Cu装饰实验对涂层的结构及性能进行了分析。结果表明:室温下制备的涂层,掺Al后沉积速率是纯Al_2O_3的10倍,两种非晶涂层截面无明显的形貌特征,纯Al_2O_3涂层表面有微裂纹存在,掺杂Al的Al_2O_3涂层表现出更为优异的耐腐蚀性能,这与其表面的Al发生钝化氧化反应有关。     

溅射CoCrAlY涂层对Ni3Al金属间化合物热腐蚀抗力的影响

采用电化学方法并结合物相分析技术研究了溅射CoCrAlY涂层对Ni_3Al金属间化合物热腐蚀抗力的影响。结果表明,Ni_3Al金属间化合物的耐蚀性能极差,合金表面没有形成Al_2O_3保护膜。CoCrAlY涂层表面形成了富铝氧化膜,明显改善了Ni_3Al金属间化合物的耐蚀性能。     

Nb/NbCr_2合金表面硅化物涂层的高温抗氧化性能

用扩散渗法在Nb/NbCr2合金表面制备硅化物涂层,研究了基体合金和涂层在1250℃的氧化行为。结果表明:在Nb/NbCr2合金表面渗Si所得硅化物涂层由(Nb,Cr)Si2和(Cr,Nb)Si2两相组成,过渡层为(Nb,Cr)5Si3,涂层的生长动力学服从抛物线规律。基体合金在1250℃氧化形成的氧化膜为Nb2O5和CrNbO4交替分布的疏松组织,与基体有剥离现象。渗Si涂层在1250℃氧化形成的氧化膜较为致密完整,与残留涂层结合良好,为SiO2和CrNbO4混合氧化膜,改善了合金的高温抗氧化性能。     

元素Nb、Hf、Zr对γ-Ti Al合金抗氧化性能的影响

在等原子比的γ-TiAl基金属间化合物的基础上添加Nb、Hf、Zr元素,熔炼了3种合金,研究了这3种合金在静止空气中的1 600℃高温升温过程和700℃、800℃、850℃低温下恒温20 h的氧化行为。结果表明:合金4Nb-4Zr、合金4Nb-4Hf和合金8Nb在1 600℃升温氧化过程中都存在一个孕育期,温度上升至1 000℃以上才开始出现急速氧化的趋势。而700℃、800℃和850℃恒温氧化过程中不存在孕育期,氧化曲线呈现抛物线型。计算和修正了三种合金分别在700℃、800℃和850℃下氧化抛物线常数K_p值。三种合金氧化后氧化膜主要由致密的Al_2O_3和疏松的TiO_2组成。合金元素主要通过影响氧化膜中致密的Al_2O_3的量来控制合金的抗氧化性。元素Hf对提高TiAl合金中Al的活度作用明显,合金氧化膜中Al_2O_3量最多,合金抗氧化性最佳。元素Nb次之,元素Zr最差。     

铌硅化物基超高温合金Si-Y2O3共渗涂层的组织及其高温抗氧化性能

采用Si-Y₂O₃包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层, 研究其在1250℃的恒温氧化性能. 采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y₂O₃共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化. 结果表明：涂层具有明显分层的结构, 由外至内依次为(Nb,X)Si₂(X表示Ti, Hf和Cr)外层和(Nb,X)₅Si₃过渡层, 在过渡层与基体之间有不连续分布的细小(Cr,Al)₂(Nb,Ti)块状沉淀. EDS分析表明, 涂层中的Y分布是不均匀的, (Cr,Al)₂(Nb,Ti)相的Y含量为0.94at%左右, 而(Nb,X)Si₂和(Nb,X)₅Si₃相的Y含量为0.46at%～0.57at%. 经1250℃分别氧化5, 10, 20, 50和100h后, Si-Y₂O₃共渗涂层保持其原始的相组成, 并在其表面形成以TiO₂、 SiO₂和Cr₂O₃组成的致密混合氧化膜, 且与基体结合良好.     

316L不锈钢表面等离子喷涂TiO_2-10Al_2O_3热障涂层组织和电热性能分析

为了提高316L不锈钢表面等离子喷涂TiO_2涂层的性能,通过添加Al_2O_3颗粒的方式制备TiO_2-10Al_2O_3复合热障涂层。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重、电热等试验测试分析其性能。研究结果表明:TiO_2-10Al_2O_3涂层产生了六方结构TiO_2相。在涂层表面形成了熔融区与未熔融区两个部分,颗粒在熔融区中呈现充分铺展,形成了紧密结合效果。涂层形成了致密组织,并未产生纵向分布的裂纹,当把Al_2O_3添加到TiO_2中之后,可以使复合涂层达到更加紧密的结合状态。当加入Al_2O_3颗粒后,试样氧化增重速率减小。当温度上升后,涂层发生了电阻率线性增加的变化现象,不同循环周期中的增长斜率基本一致。涂层形成较为完整的结构,并未产生明显裂纹与氧化区,依然保持致密组织结构,具备优异电热稳定性。