氧化物薄膜促使镍铬合金高温选择氧化的研究

表面沉积Ｙ２Ｏ３薄膜可以促使Ｎｉ－１５％Ｃｒ合金在１０００℃中生成Ｃｒ２Ｏ３选择性氧化膜，氧化量下降约２０倍，而沉积Ａｌ２Ｏ３薄膜仅在较短的时间内使合金的局部表面生成Ｃｒ２Ｏ３选择性氧化膜。从沉积氧化物薄膜对Ｃｒ２Ｏ３氧化膜的生核及生长过程的作用，对氧扩散的阻挡作用，以及氧化物薄膜与Ｃｒ２Ｏ３氧化膜掺杂后引起氧化膜中传质过程和应力状态的变化，分析了氧化物薄膜促使镍铬合金在较低铬含量下发生高温选择氧     

微量钇合金化及Y_2O_3－Al_2O_3复合涂层对M38合金高温氧化的影响

研究了镍基铸造高温合金Ｍ３８及其含微量Ｙ的合金在１０００℃空气中的高温氧化行为，以及表面施加（Ｙ_２Ｏ_３－Ａｌ_２Ｏ_３）复合氧化物薄膜对上述的种合金氧化行为的影响．发现Ｍ３８，Ｍ３８＋（Ｙ_２Ｏ_３－Ａｌ_２Ｏ_３），Ｍ３８＋Ｙ＋（Ｙ_２Ｏ_３－Ａｌ_２Ｏ_３）的氧化动力学基本呈抛物线规律，而Ｍ３８＋Ｙ开始增重较快，而后趋于平缓，偏离抛物线规律．２００ｈ的氧化增重顺序为：Ｍ３８＞Ｍ３８＋（Ｙ_２Ｏ_３－Ａｌ_２Ｏ_３）＞Ｍ３８＋Ｙ＋（Ｙ_２Ｏ_３－Ａｌ_２Ｏ_３）＞Ｍ３８＋Ｙ．钇合金化及表面沉积（Ｙ_２Ｏ_３－Ａｌ_２Ｏ_３）复合氧化物薄膜显著地改变了Ｍ３８合金氧化物的表面形貌和组成，细化了氧化物晶粒，不同程度地促进了Ｃｒ和Ａｌ的选择氧化．     

表面施加氧化物薄膜涂层对Fe25Cr5Al合金高温氧化行为的影响

用电沉积－热解方法在合金表面获得了厚度为０．１－０．５μｍ的单一Ｙ２Ｏ３,Ａｌ２Ｏ３或不同Ｙ２Ｏ３含量与Ａｌ２Ｏ３或Ｃｒ２Ｏ３混合的氧化物薄膜涂层,研究了在１１００℃,１０＾４ＰａＯ２的条件下各类ＯＴＦＣ对Ａｌ２Ｏ３形成Ｆｅ２５Ｃｒ５Ａｌ合金恒温氧化和循环氧化行为的影响。     

微量钇合金化及Y2O3—Al2O3复合涂层对M38合金高温氧化的影响

研究了镍基铸造高温合金Ｍ３８及其含微量Ｙ的合金在１０００℃空气中的高温氧化行为，以及表面施加（Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３）复合氧化物薄膜对上述两种合金氧化行为的影响。发现Ｍ３８，Ｍ３８＋（Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３），Ｍ３８＋Ｙ（Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３）的氧化动力学基本呈抛物线规律，而Ｍ３８＋Ｙ开始增重较快，而后趋于平缓，偏离抛物线规律。     

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。     

Y2O3对激光涂覆生物陶瓷涂层的影响

在钛合金表面除预置ＣａＨＰＯ４．２Ｈ２Ｏ,ＣａＣＯ３粉末外,还加入稀土氧化物Ｙ２Ｏ３,经激光处理后,实现了合成与涂覆同步制备含ＨＡ活性生物陶瓷涂层的复合材料。试验结果表明,Ｙ２Ｏ３的加入对ＨＡ的合成及其结构稳定性,生物陶瓷涂层组织细化以及力学性能均有促进和改善。     

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。     

Ni42Cr6Fe合金在高温湿氢中的氧化膜组织结构及生长过程研究

用ＴＥＭ、Ｘ射线衍射、ＳＥＭ等技术研究了Ｎｉ４２Ｃｒ６Ｆｅ玻封合金在高温湿氢中的氧化膜生长过程。氧化初期，Ｃｒ＿（２）Ｏ＿３和尖晶石氧化物同时形核长大，前者在晶界处形核长大，后者在晶内处形核长大。随后由于Ｃｒ的选择氧化，氧化膜主要以Ｃｒ２Ｏ３生长为主．当氧化进行到一定程度后，由于表面层Ｃｒ的贫化，氧化膜生长转化以（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４尖晶石氧化物生长为主．最后形成表层以粗大晶粒（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４为主，底部以较小晶粒Ｃｒ２Ｏ３为主，中部由大晶粒（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４围绕小晶粒Ｃｒ２Ｏ３的稳态氧化膜组成     

THE OXIDATION OF A TWO-PHASE Cu-50Cr ALLOY IN AIR AT 70O ─900℃

Ｃｕ－５０Ｃｒ合金在７００－９００℃空气中的氧化结果表明,合金的氧化动力学在７０和８００℃遵循抛物线速度规律,在９００℃其瞬时抛物线速度常数随时间而降低。合金氧化外层膜是ＣｕＯ和Ｃｕ２Ｏ,内层膜由氧化铜和尖晶石型氧化物为基并嵌有Ｃｒ颗粒组成,Ｃｒ表面有Ｃｒ２Ｏ３和Ｃｕ２Ｃｒ２Ｏ４膜。９００℃的氧化膜与基体金属界面粘可观察到连续的Ｃｒ２Ｏ３层。合金未形成Ｃｒ的选择性外氧化。     

等离子喷涂ZrO2-NiCoCrAlY梯度涂层的界面强化热处理工艺

在大气条件下经高温长时间保温后,ＺｒＯ２ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 梯度涂层中的ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 组元发生严重氧化, 形成大量的ＮｉＯ, Ａｌ２Ｏ３ 和Ｃｒ２Ｏ３ 等氧化物, 导致ＺｒＯ２ 表面层中产生粗大网状裂纹, 并最终导致ＺｒＯ２ 表面层碎裂而失效。对梯度涂层进行（９００ ℃） 保温（８ ｈ） 的真空热处理后, 涂层完好无损, ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 底层与ＴＣ４ 基体发生了冶金化学反应, 在涂层与基体界面形成了含ＮｉＴｉ, ＮｉＴｉ２ 和ＴｉＡｌ３ 等化合物的反应层, 涂层的抗热震性能得以显著地提高     

表面施加含稀土氧化物薄膜对Fe25Cr高温氧化的"活性元素效应"

研究了表面施加含有不同量Y     

离子注入Cu薄膜的氧化行为研究

研究了用强流金属蒸汽弧离子源（ＭＥＶＶＡ源）注入Ｃｒ对Ｃｕ薄膜的抗氧化性能、导电性能和氧化特征的影响。利用Ｘ射线衍射、Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ背散射和扫描电镜 离子注入前后氧化物结构和氧化物形态演变。结果表明,在薄膜的表面层注入一定剂量的Ｃｒ能有效地改善Ｃｕ薄膜的抗氧化性能,而对薄膜的电导性能无显著影响;离子注入显著影响薄膜表面氧化铜的结构和形态。探讨了离子注入对氧化铜结构和形态的影响机理。     

DEFLECTION METHOD FROM TWO SIDES OXIDATION TO STUDY EFFECT OF Y ON INTERNAL STRESS OF OXIDE SCALES

Au investigation was carried ont of the effect of Y addition upon the internal stressof Al_2O_3 scale formed during oxidation of sputtering coating on Co-30Cr-6Al alloyand the growth stress of oxidized film on Fe-23Cr-5Al alloy heating up to 900℃ inair,using a specially designed deflection method from thin strip specimen with coat-ings,ion-implanted Y on one side and oxidized onto both sides.Results indicate thatY may decrease the internal stress of oxide scale on 2×10~(17) Y~+/cm~2 implanted Co-30Cr-6Al coating,and increase one on 2×10~(16) Y~+/cm~2 implanted Fe-23Cr-5Al alloy.This seems due to whether or not Y promotes the plastic deformation of oxide scale.Inaddition,at initial oxidation stage,the change of growth stress of oxide scale formed onY-implanted Co-30Cr-6Al coating may be related to the influence of Y on oxidationprocess of the coating.     

STOCHASTIC CRACKING AND HEALING BEHAVIORS OF THIN FILMS DURING REACTION-DIFFUSION GROWTH

1. IntroductionOxidation of metals, i.e. thermal growth of oxide scales on metal surfaces, followsparabolic Iaws of the square thickness of the scale being proportional to the growth timel1'2].Usually, oxidation processes of metals are suffering irregular or regular disturbance. FOrinstance, heating-cooling cycles can lead to cracking and spallation of oxide scales on themetal surfaces, accelerate the growth of oxide scales, speed up the consumption of allOyingelements and shorten the lifetim…     

椭圆偏振法研究双相不锈钢的钝化膜

作者用椭圆偏振法结合交流阻抗法研究了耐海水腐蚀的双相不锈钢05Cr20Ni9Mc4Cu2Si3N在3.5％NaCl溶液中的钝化膜。结果表明:在自腐蚀及恒电位阳极极化(+0.2和+0.6V,vs.Ag/AgCl)条件下所生成的钝化膜都是双层的,但两者的生长机制不同。在自腐蚀状态下,内层吸收膜的折射率为2.5,主要由Fe_2O_3和Cr_2O_3组成;在恒电位下,内层膜是折射率约为1.2左右的吸附膜。两种条件下生成的外层膜,折射率都在1.7左右,主要由FeOOH,CrOOH或Cr(OH)_3组成,且可能具有非晶态结构。在恒电位下内、外层钝化膜的生长都服从对数规律。在自腐蚀状态下,内层膜的生长近似服从对数规律,外层膜的生长则不服从对数规律。     

Investigation of average growth stresses in Cr2O3 scales measured by a novel deflection method

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤｕｒｉｎｇｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｘｉｄａｔｉｏｎ ,ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｅｓａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｇｅｎｅｒａｌｌｙｉｎｏｘｉｄｅｓｃａｌｅｓ .Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｅｓｍａｉｎｌｙｒｅｓｕｌｔｆｒｏｍｔｈｅｉｓｏｔｈｅｒ     

The influence of grain-boundary segregation of Y in Cr2O3 on the oxidation of Cr metal

The oxidation behavior at 900°C of pure Cr and Cr implanted with 2×10¹⁶ Y ions/cm² was studied. The kinetics of oxidation were measured thermogravimetrically and manometrically. The mechanisms of oxide growth were studied using¹⁸O-tracer oxidation experiments, and the composition and microstructure of the oxide scales were characterized by TEM and STEM. Segregation of Y cations at Cr₂O₃ grain boundaries was found to be the critical factor governing changes in the oxidation behavior of Cr upon the addition of Y. In the absence of Y, pure Cr oxidized by the outward diffusion of cations via grain boundaries in the Cr₂O₃ scale. When Y was present at high concentration in the scale, as when Cr implanted with 2×10¹⁰ Y ions/cm² was oxidized, anion diffusion predominated. It is concluded that strain-induced segregation of Y at grain boundaries in the oxide reduced the cation flux along the grain boundaries. The rate of oxidation was reduced because the grain-boundary diffusivity of cations became lower than the grain-boundary diffusivity of the anions, which then controlled the rate of oxidation. Changes in the relative rates of Cr³⁺ and O^2– transport, as well as a solute-drag effect exerted by Y on the oxide grain boundaries, resulted in changes in the microstructure of the oxide.     

Yb/Dy掺杂改性Fe-Cr合金热生长氧化膜的电化学阻抗谱研究

研究了掺杂0.2 mass%Yb和Dy对Fe-20Cr合金在900℃空气中的氧化性能的影响,应用电化学阻抗技术研究在中性硫酸钠溶液中合金表面氧化膜的电导率,对高温氧化膜的性能进行描述并建立适当的等效模型。结果表明,加入元素Yb和Dy有助于促进合金表面富Cr氧化膜的形成,提高氧化膜的粘附性,从而改善合金的抗氧化性能,其中元素Dy的作用效果比Yb更好。Fe-20Cr 和Fe-20Cr-0.2Yb合金表面氧化膜在溶液中的电化学阻抗谱不能看到明显的双容抗弧特性,而Fe-20Cr-0.2Dy的双容抗弧特性明显,表明氧化膜是双层结构,且其表面氧化膜的电导率最小,显示更好的抗氧化性能,这与氧化动力学测量结果一致。通过与其它高温氧化分析方法进行比较,发现对于研究氧化膜的结构特点、孔隙率、缺陷性等电化学阻抗谱有其独特的优势。     

Determination of Oxide Growth Stress by a Novel Deflection Method

A new technique has been developed to monitorthe growth stresses in oxide scales by measuringspecimen deflection. Compared to the conventionaldeflection method, the new technique does not require acoating for protecting one side of the specimen fromoxidation. This new method does not have temperaturelimits and has improved precision for stress measurementin alumina scales. Two alumina-forming alloys, Fe-22Cr-5Al-0.3Y and Fe-22.6Cr4.42Al-0.21Ti,were studied with this method. During oxidation at1000°C in air, the average compressive stresses inthe alumina scales were found to decrease from ~1000 to ~100 MPa with increasing scale thickness on thetwo alloys. The growth stress in alumina scales wasdirectly proportional to the oxide growth rates. Thestresses in the substrate alloys were much lower, on the order of 1 MPa. Creep occurred in thesubstrate alloys and was taken into consideration in thestress analysis. It is believed that creep in the alloysubstrates allowed stresses in the oxide scales to relax. Annealing tests showed that thestresses relaxed much easier in thin than in thickscales.     

高硼/钇合金化提高FeAl基金属间化合物多孔材料的抗氧化性能（英文）

利用反应合成法制备高铬(Cr)、硼(B)、钇(Y)复合合金化的B2结构FeAl基金属间化合物多孔材料,通过研究FeAl基多孔材料氧化后的孔结构演变、氧化动力学和氧化膜构型,探讨其高温氧化行为。结果显示,添加高含量合金元素Cr、B和Y后,FeAl多孔材料在600～800℃下氧化增质显著降低。富集在氧化膜表面的B和偏聚在氧化膜与基体界面处的Y共同促进多孔材料表面形成薄且具有优异防护性的结节状α-Al₂O₃氧化膜。研究表明,引入较高含量的活性元素如B和Y有利于FeAl金属间化合物在较低氧化温度和无预处理的情况下选择性生长单一的α-Al₂O₃氧化膜。