(Ni,Pd)Al涂层的抗高温氧化性能

采用低压固体粉末包埋渗铝方法在M38镍基高温合金上制备钯改性铝化物涂层，利用热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法，研究其l100℃的高温氧化行为．结果表明，(Ni，Pd)Al涂层的恒温氧化动力学近似符合抛物线氧化规律．与NiAl涂层相比，(Ni，Pd)Al涂层具有更优良的抗高温氧化性能，退化过程与NiAl涂层类似．添加改性元素Pd有利于稳定β相，延缓涂层的退化，有益于提高铝化物涂层的抗高温氧化性能．     

低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层高温抗氧化性能

采用低压等离子喷涂技术在镍基单晶高温合金上制备了NiCoCrAlYTa涂层,研究了不同功率参数制备的涂层在900℃175 h氧化后的特性,探讨了该涂层的氧化和退化机理.结果表明,3种功率制备的涂层都达到完全抗氧化级水平,其平均氧化速率分别为0.01 g/m2·h、0.01g/m2·h和0.0026g/m2·h,但不同涂层的氧化行为有所不同.3种试样氧化后表面形成了大量的β-Al2O3,并在涂层表面发生选择性氧化.X衍射分析表明,涂层发生了退化.     

DZ40M钴基合金铝化物涂层的循环氧化

以新型定向凝固钴基高温合金ＤＺ４０Ｍ为基体,研究其低压化学气相沉积铝化物涂层的循环氧化行为,发现该涂层具有较高的抗循环氧化性能,涂层与基体结合良好。涂层退化主要是由外表面氧化膜的愈合消耗Ａｌ源所造成,沉积渗剂中加入Ｔｉ可加速涂层的退化。     

1000 – 1100 °C下多弧离子镀Cr涂层Zr-4合金的高温蒸气氧化行为

Cr涂层锆合金包壳是提高轻水反应堆燃料组件抗高温氧化性能的重要方法。本文旨在研究Cr涂层Zr-4合金在水蒸气环境中的高温氧化行为,采用多弧离子镀工艺制备Cr涂层Zr-4合金样品,在1000 °C和1100 °C水蒸气环境中开展高温氧化实验,采用高精度天平获得样品氧化增重,采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)测试分析样品的表面与截面微观形貌、元素分布、物相及Cr-Zr扩散层厚度。结果显示,多弧离子镀制备的Cr涂层Zr-4合金样品表面存在大量尺寸不等的大颗粒,Cr涂层沿着(1 1 0)晶面择优生长。高温蒸气单位面积氧化增重与时间近似遵循抛物线规律,1100 °C的蒸气氧化速率明显高于1000 °C,相同温度下Cr涂层Zr-4合金的氧化速率低于无涂层Zr-4合金。高温蒸气氧化后,样品表面生成针须状氧化物,且氧化物间存在大量微孔。在1100 °C高温蒸气氧化3h和4h后,样品表面被氧化生成蠕虫状的团状物。样品截面呈层状结构,由外向内分别为Cr₂O₃层,Cr涂层,Cr-Zr扩散层,Zr-4合金层。但表面Cr₂O₃层的厚度并不是随着氧化时间的增加而同步增加的,而Cr-Zr扩散层的厚度随氧化温度和氧化时间的增加而增大,且与氧化时间基本呈线性关系。因此,采用多弧离子镀制备的Cr涂层Zr-4合金在1000 °C和1100 °C下表现出良好的抗高温蒸气氧化性能。     

热处理对钛合金表面激光原位合成高铌Ti-Al金属间化合物涂层高温抗氧化行为的影响

采用激光原位合成技术在BT3-1钛合金表面制备了高铌Ti-Al金属间化合物复合涂层。根据XRD谱分析涂层的物相结构,通过GSL-1600X型管式炉测试950℃循环氧化条件下热处理前后基材和涂层单位面积的氧化增重,绘制氧化动力学曲线,并据此比较涂层和基材的抗氧化性能。借助OM和SEM观察了氧化前后涂层的微观形貌,探讨了其高温抗氧化机理。结果表明,热处理前的涂层主要由单质Nb、金属间化合物g-TiAl、a_2-Ti_3Al和Ti_3Al2等物相组成,热处理后的涂层,单质Nb固溶到g-TiAl和a2-Ti_3Al中,同时形成了新相Ti_3Al Nb0.3,涂层近似为g-TiAl+a_2-Ti_3Al双相组织。热处理前涂层的氧化动力学曲线介于线性规律和抛物线规律之间,其高温抗氧化性能比钛合金基材提高了2倍。热处理后涂层的氧化动力学曲线近似呈抛物线规律,且氧化速率小,其高温抗氧化性能比钛合金基材提高了20倍以上。950℃循环氧化条件下,涂层氧化层表面形成了连续致密的胶囊状氧化物,氧化层紧密粘附在未氧化涂层部分,氧化层对涂层起到了良好保护作用,而钛合金基材表面则形成疏松多孔的絮状氧化物,氧化层从基材处碎裂、剥落。Nb的合金化显著改善了Ti-Al金属间化合物的高温抗氧化性能。     

弥散Gd_2O_3质点改性的新型复合铝化物涂层的氧化行为SCIEI

研究了Gd_2O_3质点及其添加量对涂层在空气中1100℃氧化行为的影响及作用机制。结果表明,NiAl涂层中加入Gd_2O_3质点后,极大地降低了涂层的氧化速率,显著提高了氧化膜的粘附性,比简单NiAl涂层具有更好的抗高温氧化性能。复合镀层经渗Al后,一部分Gd_2O_3质点仍弥散分布于涂层中,另一部分细小的亚微观质点在涂层/基体界面处富集,形成氧化物聚集带,聚集带具有扩散障作用。连续的聚集带更有效地抑制退化,提高涂层使用寿命。     

铂改性铝化物涂层的高温氧化

研究镍基高温合高铝与低铝活度简单涂层和铂改性渗铝涂层在１１００℃空气中的氧化物行为,在４００ｈ内,各涂层的氧化均遵循抛物线规律,两种铂铝涂层显示出良好的保护性,经１００ｈ氧化后,只有较小的增重和较小的抛物线速率常数、Ｐｔ的存在,通过阻止合金穿过Ａｌ２Ｏ３膜向外扩散,形成更纯的、结合力更好的Ａｌ２Ｏ３膜,并且Ｐｔ的存在抑制γ＇－Ｎｉ３Ａｌ相的形成,扒尺涂层的高温退化和高铝活度涂层中非氧化瘤的生产。     

两种NiCrAIY涂层1050℃恒温抗氧化性能

用低压等离子喷涂(LPPS)和爆炸喷涂(DS)方法,在镍基单晶高温合金上制备NiCrAlY涂层.涂层在1050℃恒温氧化300 h,借助XRD、SEM和EDS,对涂层表面氧化膜进行分析,检测其恒温抗氧化能力.结果表明两种涂层表面均能形成Al2O3保护膜,二者的氧化动力学曲线均符合抛物线规律.DS涂层的微孔内含残留气体,涂层内氧化严重,氧化增重大,氧化速率常数近似LPPS涂层的二倍.氧化300 h后,DS涂层表面边角处氧化膜有少量剥落,而LPPS涂层保持完好,只在个别突起处有微小开裂.     

两种NiCrAlY涂层1050℃恒温抗氧化性能

用低压等离子喷涂（LPPS）和爆炸喷涂（DS）方法，在镍基单晶高温合金上制备NiCrAlY涂层。涂层在1050℃恒温氧化300h，借助XRD、SEM和EDS，对涂层表面氧化膜进行分析，检测其恒温抗氧化能力。结果表明两种涂层表面均能形成Al2O3保护膜，二者的氧化动力学曲线均符合抛物线规律。DS涂层的微孔内含残留气体，涂层内氧化严重，氧化增重大，氧化速率常数近似LPPS涂层的二倍。氧化300h后，DS涂层表面边角处氧化膜有少量剥落，而LPPS涂层保持完好，只在个别突起处有微小开裂。     

Ti6Al4V表面磁控溅射NiCoCrAlY涂层的组织及性能

为了提高钛合金的高温抗氧化能力,采用非平衡磁控溅射技术在Ti6Al4V钛合金的表面沉积了NiCoCrAlY涂层,通过SEM,EDS和XRD分析了涂层氧化前后的物相组成和组织形貌。结果表明:长时间沉积后,受基材原始表面状态和涂层择优生长作用的影响,涂层表面有大量微米级的细小颗粒和少量直径约10μm的圆丘形突起;NiCoCrAlY涂层成分与靶材相近。NiCoCrAlY涂层明显提高了钛合金的抗氧化性能,使其氧化增重速率大大降低。经高温氧化后,涂层与基底的界面处Ti,Ni等元素发生互扩散形成过渡层,随氧化时间延长,过渡层逐渐增厚;并且受高温作用,涂层表面化合物相晶态特征有增强的趋势。     

铌及铌合金高温抗氧化防护涂层研究

针对铌及铌合金高温下抗氧化性能差的现象,进行了高温抗氧化防护涂层的设计。采用料浆熔烧法在C-103铌合金表面制备改性的Si—Mo涂层,并对改性的Si-Mo涂层的形貌、结构、成分及1700℃的抗氧化性能进行了分析。结果表明,涂层与基体之间通过扩散形成过渡层,达到了冶金结合,涂层的复合结构有利于提高抗氧化性能。在氧化环境下,涂层表面生成一层玻璃层,阻止氧的进一步扩散。试样在1700℃下氧化3～4h后,涂层元素与基体发生互扩散,在界面处形成大量集中孔洞,使涂层从其主体与过渡层接触的界面处发生断裂,导致涂层失效。     

Nb-Hf合金表面Si-Ti-Cr硅化物涂层在恒温氧化和热震中的高温抗氧化性能（英文）

为了提高Nb-Hf合金的高温抗氧化性能,采用浆料烧结和高温渗透制备了Si-Ti-Cr硅化物涂层。分析了Si-Ti-Cr硅化物包覆的Nb-Hf合金样品在恒温氧化和高温热震条件下的抗氧化性能,揭示了Si-Ti-Cr涂层高温恒温氧化和高温热震条件下的失效机理。结果表明,在1800℃恒温氧化5 h条件下,涂层的增重为7 mg/cm²;在1700℃热震循环50周次和恒温氧化5 h条件下,涂层的最大增重为1.8mg/cm²。硅化物涂层在1800℃恒温氧化环境下和1700℃热震/恒温氧化环境下具有优异的抗氧化性能。     

Morphology and structure of high temperature MoSi2 coating on niobium

The high-temperature oxidation-resistant MoSi2 coating on the Nb substrate was prepared by slurry firing. The structure, compositions and phase distribution of the coating and the relationship between these features and the oxidation resistance of the coating were investigated by SEM, EDS and XRD. The results indicate that the interface between the coating and the substrate has metallurgie combination, and a transitional layer is formed by diffusion. The multi-layer structure improves the oxidation resistance of the coating. The method of slurry firing to prepare the high-temperature MoSi2 coating on Nb is feasible. The SiO2 scale, which is formed on the surface of the coating by the self-oxidation of MoSi2, prevents the further diffusion of oxygen.     

纳米氧化锆基陶瓷涂层抗高温氧化性能的研究

采用亚音速火焰喷涂工艺制备了纳米ZrO_2基陶瓷涂层;研究了纳米ZrO_2对涂层抗高温氧化性及显微组织的影响.结果表明,添加适量的纳米ZrO_2可以细化喷涂层的组织,提高喷涂层的抗高温氧化性,当纳米ZrO_2的含量为19%时涂层的抗高温氧化性最好.     

发动机排气门新型抗高温氧化涂层研究

目的提高排气门材料21-4N合金的抗高温氧化腐蚀性能和抗开裂剥落性能,提高排气门的服役性能,延长使用寿命。方法利用两步循环喷雾热解技术在21-4N合金表面制备(Al_2O_3-Y_2O_3)/YSZ层状陶瓷复合涂层,通过扫描电镜和能谱对涂层形貌和成分进行分析,通过循环氧化腐蚀实验评价涂层的抗高温氧化腐蚀性能和抗开裂剥落性能,通过划痕测试来评价涂层的结合强度。结果该层状复合涂层厚度均一、结构致密清晰,在900℃高温循环氧化100 h的实验中,该涂层样品的质量增加量和剥落量分别为0.3025和0.06 mg/cm~2,远低于无涂层21-4N合金的质量增加量和剥落量,具有优异的耐高温氧化腐蚀性能。该复合涂层的膜基结合力达到40 N,远高于21-4N合金表面氧化膜的结合力,能够满足排气门实际应用工况要求。结论采用两步循环喷雾热解技术在21-4N合金表面制备的(Al_2O_3-Y_2O_3)/YSZ层状复合涂层,能够有效提高排气门材料的抗高温氧化腐蚀性能,并具有优异的结合力。     

电弧离子镀Al-Si-Y涂层的氧化性能研究

ЖС6У Ni基高温合金是航空发动机涡轮叶片常用的材料,为了提高其氧化性能,利用自制的Al-Si-Y合金阴极靶材,采用电弧离子镀技术在ЖС6У Ni基高温合金基体上沉积Al-Si-Y合金涂层,研究了Al-Si-Y涂层在1100℃时的恒温氧化性能、1000℃时的循环氧化性能.结果表明:Al-Si-Y涂层在氧化过程中生成了连续致密的A12O3膜.将Al-Si-Y涂层与传统的二元渗Al-Si层以及国内外的多元涂层相比较,结果表明Al-Si-Y涂层的氧化性能要优于其他涂层.     

稀土改性Fe-Ni基涂层的高温性能

为提高Fe-Ni基涂层的高温性能,在Fe-Ni基合金粉末中添加La2O3和Ce2O3的混合物,对涂层的高温氧化行为和高温耐磨损性能进行研究.结果表明:稀土改性Fe-Ni基涂层组织细密、晶粒细小、形成稀土化合物LaNi4Si、Ce2Ni22C3以及硬质相Cr3Si;稀土改性Fe-Ni基涂层具有良好的高温抗氧化性能,在氧化初期,涂层质量迅速增加,氧化动力学曲线符合抛物线规律,在氧化后期,氧化动力学曲线符合直线规律,质量增加缓慢.高温抗氧化性能的提高和Cr3Si硬质相的弥散分布使涂层的高温耐磨性能得到显著的提高.     

Oxidation Performance and Interdiffusion Behavior of a Pt-Modified Aluminide Coating with Pre-deposition of Ni

To refrain the interdiffusion of elements while holding good oxidation resistance,a(Ni,Pt)Al/Ni composite coating was prepared by sequential treatments of electroplating Ni and Pt and successive gaseous aluminization.In comparison with normal(Ni,Pt)Al coating,high-temperature performance of the composite coating was evaluated in isothermal oxidation test at 1100℃.Both the two coatings exhibited good resistance against high-temperature oxidation,but the interdiffusion of elements between composite coating and single-crystal(SC) superalloy substrate was greatly relieved,in which the thickness of secondary reaction zone(SRZ) and the amount of precipitated topologically close-packed phase in the SC alloy matrix were significantly decreased.Mechanisms responsible for delaying rate of coating degradation and SRZ growth/propagation are discussed.     

稀土掺杂Gd2 O3对YSZ/（Ni，Al）热障涂层组织与性能的影响

目的提高YSZ/(Ni,Al)复合涂层与基体的结合强度和抗高温氧化性。方法采用电泳沉积的方法,在Inconel 600高温合金表面上沉积YSZ/(Ni,Al)复合涂层和掺杂稀土Gd2O3-YSZ/(Ni,Al)(简称G-YSZ/(Al,Ni))复合涂层,后进行真空烧结,然后对制备好的热障复合涂层进行划痕实验和等温循环氧化实验。通过对样品进行等温循环氧化实验,获取不同氧化时间段的复合涂层样品,并采用SEM和XRD对复合涂层组织和形貌进行分析。结果在1100℃等温氧化过程中,未掺杂稀土元素的氧化增重速率为0.0057 mg/mm2,而掺杂钆元素的氧化速率为0.0049 mg/mm2,氧化增重速率比未掺杂稀土YSZ/(Ni,Al)复合涂层的低。G-YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层在等温氧化过程中颗粒长大较小、裂纹少、表面更加致密。真空烧结后的YSZ/(Al,Ni)复合涂层和G-YSZ/(Al,Ni)复合涂层与基体的结合强度约为4.0 N,氧化100 h后,掺杂稀土的G-YSZ/(Al,Ni)复合涂层结合强度为3.5 N,未掺杂稀土的YSZ/(Al,Ni)复合涂层与基体的结合强度为2.6 N。G-YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层中存在Gd2Zr2O7相和稳定的Ni Al2O4相,Gd2Zr2O7相具有良好的稳定性以及耐高温氧化。结论掺杂稀土氧化钆的G-YSZ/(Al,Ni)涂层的抗高温氧化性能显著提高。在等温氧化过程中,掺杂稀土元素的G-YSZ/(Al,Ni)复合涂层,其颗粒趋向于均匀化,裂纹明显变少,使得涂层更加致密,表面更加平整。等温氧化100 h后,掺杂了稀土氧化钆的G-YSZ/(Al,Ni)复合涂层基体之间具有更好的结合力,抗剥落性和服役寿命较好。     

等离子喷涂与脉冲等离子爆炸复合涂层的氧化组织分析

采用等离子喷涂在镍基高温合金GH4049表面制备了CoNiCrAlY涂层,随后对涂层进行了脉冲等离子爆炸和真空预氧化处理,并对涂层进行了1050℃保温10 h和50 h的恒温静态氧化实验。结果表明:经过脉冲等离子爆炸处理后的涂层表面形貌更加平坦,脉冲等离子爆炸处理使得涂层表面的片层结构转变为致密结构,减少了氧气渗入涂层的通道,有效延缓了涂层的氧化过程,且没有改变涂层的化学成分;在1050℃空气中氧化50 h后,涂层的物相组成与未氧化处理的基本一致。