钼合金Si-Cr-Ti-SiC-MnO2涂层的制备与组织性能

目的提高钼合金表面红外辐射性能与高温抗氧化性能。方法将40%Si、20%Cr、5%Ti、5%SiC、30%Mn O_2五种粉末与酒精、粘结剂按比例混合,经高能球磨6 h后制得均匀悬浮的料浆。采用浸涂工艺对预处理的钼合金试样进行料浆涂覆,在1450℃真空烧结0.5 h后制得黑色涂层试样。通过1550℃高温静态氧化试验和高温粒子薄片红外光谱综合实验系统,分别评价涂层抗氧化性能和红外辐射性能,并通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对涂层氧化前后的形貌与组织结构进行分析。结果钼合金Si-Cr-Ti-SiC-Mn O_2涂层在700、900℃的法向发射率分别达0.85、0.88,在1550℃高温有氧环境下的静态抗氧化寿命达7 h。原始涂层呈四层复合梯度结构,由外到内分别为SiO_2+Mn3O_4+M5Si3(M指Mo、Cr、Ti)、M5Si3+Mo Si2+SiC+Mn3O_4、Mo Si2、Mo5Si3。高温氧化后,涂层四层复合结构由外到内转变为SiO_2+(Cr,Ti)5Si3+Mn Cr2O_4+Mn3O_4、M5Si3+SiC+Mn Cr2O_4+Mn3O_4、Mo Si2、M5Si3。高温氧化过程中,MSi2高硅化物层逐渐转变为M5Si3低硅化物层,涂层表面形成含Mn Cr2O_4尖晶石相和复合硅化物的致密SiO_2玻璃膜。结论 Si-Cr-Ti-SiC-Mn O_2涂层可有效提高钼合金基体的红外辐射性能和高温抗氧化性能,复合硅化物与硅锰复杂氧化物具有良好的抗氧化性能、高辐射性能和自愈合性能。     

钼钨合金抗氧化涂层的制备及性能研究

本研究采用原位反应法对不同钨含量的钼钨合金表面进行渗氮-渗硅处理,制备得到高温抗氧化涂层。采用扫描电子显微镜及X射线衍射分析了钼钨合金中钨含量对涂层形貌和结构的影响,并评价了涂层在1600℃的抗氧化性能,简要分析了涂层的抗氧化机理。研究表明,随着钼钨合金中钨含量的增加,涂层表面硅渗出量减少,说明钨含量的增加可以有效地减缓Si元素的向外扩散;1600℃的高温氧化实验证实了Mo-30%W表面涂层的抗氧化性能最为优异,抗氧化时间长达327 h。实验表明,钨含量的增加在一定程度上提升了涂层的抗氧化性能。     

渗硅对Mo-12Si-8.5B-(8Cr)合金抗高温氧化性能的影响

在Mo-12Si-8.5B-(8Cr)两种合金表面包埋渗制备硅化钼涂层,以改善Mo-12Si-8.5B合金的高温抗氧化性能,分析了材料的微观组织结构及其高温氧化行为。结果表明:通过包埋渗技术在Mo-12Si-8.5B合金表面获得了一层致密的硅化物涂层,添加Cr的合金表面硅化物涂层生长速率约是不含Cr合金的2倍。未渗硅处理的合金在800~1200℃的高温抗氧化性能较差。渗硅后Mo-12Si-8.5B和Mo-12Si-8.5B-8Cr合金在1200℃氧化60 h质量仅减少0.22和0.24 mg/cm~2。渗硅处理大幅度地改善了合金的高温抗氧化性能,归因于硅化钼涂层表面连续致密氧化膜的形成。     

电沉积结合包埋渗制备复合涂层的高温氧化行为

为了提高铌合金的高温抗氧化性能,首先采用阴极匀速旋转电沉积法在铌合金表面制备了钼层,然后通过包埋渗硅获得硅化物复合涂层。研究了沉积态钼层和硅化物涂层的形成和微观组织结构,对比分析了有或无涂层C103合金的高温氧化行为。结果表明,阴极匀速旋转法使沉积的电流效率提高一倍多,钼层呈胞状结构、以非晶形式存在。经包埋渗硅后,生成了表层以MoSi2为主、中间层为NbSi2的复合涂层,涂层与基体结合良好。经1200 ℃氧化后,涂层试样的氧化抛物线速率常数分别为1.83×10-2 mg2cm-4h-1、8.08 mg2cm-4h-1,与之相比,裸合金的氧化抛物线速率常数则为5.87×103 mg2cm-4h-1,而且仅氧化10 h裸合金即出现了严重粉化;在高温氧化过程中,复合涂层表面生成SiO2垢层,具有优良的抗高温氧化性能。     

钼金属高温抗氧化能力的研究概况

概述了钼在高温下的氧化机理及其在高温下的防止氧化的方法,例如涂层、合金,改变制备工艺等方法,介绍了最新研制的涂层和钼合金在高温条件下的应用,并指出新材料的研究方向。     

钼钨合金抗氧化涂层的制备及性能

采用原位反应法对不同钨含量的钼钨合金表面进行渗氮-渗硅处理,制备了高温抗氧化涂层。采用扫描电子显微镜及X射线衍射分析了钼钨合金中钨含量对涂层形貌和结构的影响,并评价了涂层在1600℃的抗氧化性能,简要分析了涂层的抗氧化机理。研究表明,随着钼钨合金中钨含量的增加,涂层表面硅渗出量减少,说明钨含量的增加可以有效地减缓Si元素的向外扩散;1600℃的高温氧化实验证实了Mo-30%W(质量分数)表面涂层的抗氧化性能最为优异,抗氧化时间长达327 h。实验表明,钨含量的增加在一定程度上提升了涂层的抗氧化性能。     

镍基合金表面二硅化钼复合涂层的制备和性能

为了改善K403镍基高温合金的高温抗氧化性能,采用大气等离子喷涂在镍基合金表面制备了4种不同结构的MoSi2复合涂层。结果表明:4种结构涂层中K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%(体积分数)ZrO2-MoSi2/MoSi2复合涂层的抗热震性能最好,且该涂层的界面结合强度最高(22.5 MPa)。MoSi2涂层的自身结合强度大于涂层界面结合强度,结合机理以机械咬合式为主。该复合涂层在1 200℃氧化120 h后的质量增加仅为3.42 mg/cm2,提高K403合金和传统氧化锆涂层的抗氧化性能。MoSi2复合涂层表面在高温时生成了一层致密的SiO2保护膜,阻碍了氧的扩散,减轻了过渡层NiCoCrAlY/ZrO2界面处的氧化。     

钼及钼合金与石墨焊接研究进展

钼及钼合金具有优异的高温性能、优良的散热能力和较低的热膨胀系数,石墨具有与钼合金接近的热膨胀系数,并且具有极高的高温比热和散热能力,但其强度较低。二者结合可满足高温强度和散热需求,其高可靠连接是实现应用的基础,为此,从钼、石墨的物理和化学性质出发,分析了其焊接特性,回顾并总结了钼及钼合金与石墨的焊接方法、连接界面组织演变和接头性能变化规律的相关研究成果,并对钼及钼合金与石墨连接技术进行了展望。     

钼及钼合金研究与应用进展

综述了钼单晶、钼铼合金、钼钛锆（TZM）合金、钼硅合金、稀土钼合金、钼铜合金的研究现状与应用进展，详细介绍了稀土钼合金的研究与应用，包括稀土钼的韧化作用机理、稀土掺杂钼粉的粒度控制、稀土钼合金力学性能和热发射性能研究。由于钼及钼合金具有高温性能好、热传导率高、膨胀系数低等特性，因此在航空航天、核能工业等诸多领域得到广泛应用。今后，发展新的制备工艺，提供更高性能的材料，开辟新的应用领域成为钼及钼合金发展的关键。     

钼及钼合金的焊接研究现状

钼及钼合金是一种极具应用前景的材料,但钼及钼合金对气体杂质污染敏感,呈现低温脆化、高温氧化的特点,焊接接头韧性、强度等性能较差。因此,国内外学者对其进行了研究。本文综述了钼及钼合金的焊接技术及工程应用,对钼及钼合金焊接中出现的问题进行了总结分析,指出改善接头韧性、防止裂纹和气孔的产生是实现钼及钼合金焊接的关键。     

MoSi2 oxidation resistance coatings for Mo5Si3/MoSi2 composites

In order to improve the oxidation resistance properties of 30 at.% Mo5Si3/MoSi2 composite at high temperature in air, a molybdenum disili-tide coating was prepared on its surface by a molten salt technology. XRD and SEM analysis showed that only tetragonal MoSi2 phase ex-isted in the coating after being siliconized for 5 h at 900℃. The oxidation film formed on the uncoated sample was not dense, so that oxygen diffused easily through it. The volatilization of MoO3 resulted in the oxidation film separating from the substrate. The MoSi2coating was proved to be an effective method to prevent 30 at.% MosSi3/MoSi2 composites from being oxidized at 1200℃. A dense glassy SiO2 film was formed on the MoSi2 coating surface, which acted as a barrier layer for the diffusion of oxygen atoms to the substrate. The 30at.% Mo5Si3/MoSi2 composites with a MoSi2 coating showed much better oxidation resistance at high temperature.     

Formation of MoSi2 and Al doped MoSi2 coatings on molybdenum base TZM (Mo–0.5Ti–0.1Zr–0.02C) alloy

Formation of aluminium (Al) doped molybdenum di-silicide (MoSi₂) coatings was studied to improve the high temperature oxidation behavior of TZM (Mo–0.5Ti–0.1Zr–0.02C) alloy. The pack composition of the halide activated pack cementation process was successfully optimized to form silicide and Al doped silicide coatings on the TZM alloy substrates. Mo(Si, Al)₂ phase was found to form at the outer layer of the coating prepared by doping Al in MoSi₂. A change in composition of the phases with increase in coating temperature was detected with Al doping, whereas un-doped silicide coating process was dominated by the formation and growth of MoSi₂ phase. Oxidation test and the characterization studies using SEM, EDS, XRD, and micro-hardness measurements indicated the improved performance of Al doped silicide coating during high temperature oxidation in dry air due to the formation of the protective alumina scale.     

钼电极表面Y2O3-玻璃基涂层抗氧化性能研究

目的提高钼电极在玻璃炉窑烘窑过程中的抗氧化性能。方法在纯钼基体表面制备不同Y2O3含量的玻璃基抗氧化涂层。对涂层分别在800、1000、1200℃下进行抗氧化测试,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对涂层在氧化前后的形貌、成分和物相进行检测,利用热分析仪对涂层粉体进行差热分析(DTA)。结果随着Y2O3成分含量的增加,硅酸盐玻璃的软化点温度不断降低,晶化放热峰也越来越低。Y2O3含量为10%和20%的涂层表面结构完整,整体比较致密,在1200℃高温氧化条件下,在第1h内出现增重,之后随着加热时间的延长,增重趋于稳定。Y2O3含量为30%的涂层表面呈致密片状结构,部分出现脱落,样品在氧化过程中出现明显失重。结论Y2O3含量为10%的Y2O3-玻璃基涂层经过1200℃抗氧化实验后,表面完整,试样增重较少,性能优良。涂层截面分为过渡层、中间层和最外层。过渡层主要为MoO2和MoO3,中间层主要是BaMoO4,最外层主要是SiO2。涂层抗氧化机理为互熔反应型保护机理和惰性熔膜屏蔽型保护机理。     

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.     

包埋渗结合激光熔覆制备复合涂层的高温抗氧化性

为了提高铌合金的抗氧化性能,采用铝硅共渗的方法在铌合金表面制备Al-Si涂层,结合激光熔覆技术于渗层上熔覆MOSi2涂层。探讨了Al-Si渗层的生长机制,研究了铌合金表面Al-Si渗层及MoSi2/Al-Si涂层的抗高温氧化性能。结果表明:Al-Si渗层的形成过程是源于Al、Si元素的先后沉积,优先形成了Al3Nb相。渗层厚度x与保温时间f遵循关系式:x=At1/2+7.4(1000℃:A=11.6,1050℃:A=16.2)。激光熔覆制备的MoSi2/Al-Si涂层均匀连续致密,与基体结合紧密,无裂纹孔洞等缺陷。主要相结构为MoSi2、Al3Nb、NbSi2、Nb5Si3和Mo(Si,Al)2。经1200℃氧化后,Al-Si渗层及MoSi2/Al-Si涂层都形成大量的SiO2保护膜,阻止了氧原子的进一步扩散。与Al-Si渗层相比,MoSi2层表面形成的连续致密混合氧化物有效避免了Al-Si渗层的快速消耗,MoSi2/Al-Si涂层的高温氧化优于Al-Si渗层。     

钼基体表面二硅化钼涂层的制备及其高温抗氧化性能

以工业废弃硅化钼棒为原料,采用浆料涂刷法在钼表面制备MoSi2基抗氧化涂层.研究涂层的显微组织、相组成及在1500℃的高温氧化行为.结果表明,以废弃硅化钼棒和纯MoSi2粉末为原料制备的涂层和基体之间形成明显的连接层.纯MoSi2制备的涂层(PM)在烧结后出现少量裂纹,而以废弃硅钼棒为原料制备的涂层(SM)在烧结后没有...     

二硅化钼涂层对碳化硅电热元件高温抗氧化性能的影响

采用MoSi2粉末自烧结方法，在SiC电热元件表面制备一层致密的MoSi2高温抗氧化涂层，并对其高温抗氧化性进行测试。抗氧化试验在空气中1500℃炉温下进行118h和32次热循环，结果表明，带有MoSi2涂层的试样表面致密光洁，且试样抗氧化性能随MoSi2涂层厚度增加。SEM和EPMA显微分析表明，MoSi2涂层与SiC基体结合较好，没有起层和剥落，涂层中Mo分布均匀，损失约为20％。