Al-Ti-Si-RE涂层在模拟深海压力下的耐蚀机理

通过电化学测试技术与微观分析等手段研究了高速电弧喷涂Al-Ti-Si-RE涂层在模拟深海压力下的耐蚀机理。结果表明:Al-Ti-Si-RE涂层在静水压力条件下具有良好的耐蚀性能。电化学分析表明,在3 MPa浸泡480 h后动电位极化曲线阳极区上出现了1个类似钝化区间的"平台",主要是由于腐蚀产物阻塞腐蚀通道的原因;电化学阻抗谱(EIS)分析则表明,在高压下涂层Al钝化膜在浸泡6 h左右后已溶解,12 h后逐步趋于稳定,300~480 h区间几乎无变化;电化学噪声(EN)测试对比了涂层在常压和高压条件下0~64 ks的腐蚀情况,定量描述了涂层"钝化膜溶解-腐蚀产物快速形成-进入稳定阶段"的腐蚀过程。最后通过微观形貌观察和XRD等测试手段分析,Al-Ti-Si-RE涂层中的富Ti相(主要成分为TiAl、TiAl3等金属间化合物)具有良好的耐蚀特性,且呈现为多孔结构,Al在高压下快速腐蚀溶解填充富Ti相"骨架"孔隙,形成的涂层表面致密,其结构能够有效阻塞腐蚀通道,抑制腐蚀进行。     

Zn-Al伪合金涂层的耐蚀性能研究

目的提高电弧喷涂锌铝合金涂层中Al的含量。方法用纯铝丝和Zn80Al20合金丝在Q235钢表面制备Zn-Al伪合金涂层,通过中性盐雾试验和电化学试验,与纯铝涂层和Zn-Al合金涂层进行对比,分析比较三种涂层在氯离子存在环境中的腐蚀行为。结果 Zn-Al伪合金涂层表现出了较高的活化能力和较低的腐蚀速度。结论 Zn-Al伪合金涂层的耐蚀性能优于纯铝涂层和Zn-Al合金涂层。     

激光能量密度对NiCrCoTiV高熵合金涂层组织结构及耐蚀性能的影响

目的 探究激光能量密度对NiCrCoTiV高熵合金涂层组织结构及耐腐蚀性能的影响。方法 以Ti-6Al-4V为基体材料,通过激光熔覆手段,在四种不同激光参数条件下制备了NiCrCoTiV高熵合金涂层。利用扫描电子显微镜（SEM）及X射线衍射仪（XRD）表征了高熵合金涂层的物相组成及显微组织。通过电化学测试系统对涂层的耐腐蚀性能进行了分析。结果 采用激光熔覆技术方法成功在Ti-6Al-4V基体表面制备出NiCrCoTiV高熵合金涂层,其微观组织均由BCC高熵合金相、α-Ti相和(Ni,Co)Ti2相组成。由于稀释作用,涂层中出现了黑色的富钛稀释相。随着激光能量密度的减小,黑色相尺寸和总面积减小,分布更均匀。激光密度为53 J/mm2制得的涂层稀释率最低,固溶程度良好。NiCrCoTiV高熵合金涂层在3.5%NaCl溶液中的钝化区间基本相同,激光密度为53 J/mm2制得的涂层自腐蚀电位最大,为-0.262 V,自腐蚀电流密度最小,为1.3705×10-7 A/cm2,其抵抗均匀腐蚀能力最优。此外,NiCrCoTiV高熵合金涂层在NaCl+H2SO4的混合溶液中仍具有相对较好的耐腐蚀性能,自腐蚀电流密度达到了10-6~10-4 A/cm2数量级。结论 激光能量密度会直接影响NiCrCoTiV高熵合金涂层的组织结构及耐蚀性能。激光能量密度越低,涂层的晶粒越细,相分布更均匀,耐蚀性能越好。     

混合法在AZ91D镁合金表面制备的扩散氮化钛涂层的结构及性能

采用钛涂层物理气相沉积法（PVD）和渗氮法结合的混合方法在AZ91D镁合金表面制备扩散氮化钛涂层。涂层由含Ti的氮化物和氧化物的薄的表层区,钛中间区和Ti-Al-Mg型扩散区组成。因涂层改善了合金的耐蚀性能,在铝基亚层上通过氮氧共渗制备涂层时,合金能够得到最好的耐蚀性能。     

Al-Ti-Si-RE高速电弧喷涂层热震与电化学腐蚀行为

通过对Al-Ti-Si-RE涂层抗热震性能以及热震前后电化学腐蚀行为分析研究,发现Al-Ti-Si-RE涂层在500℃时能够保持良好的抗热震性能,且在热震前后耐电化学腐蚀性能没有明显下降,主要原因是Ti在高速电弧喷涂过程中,与Al结合反应放热,使涂层与基体"冶金结合"部位增多,提高了涂层结合强度。同时经透射电镜(TEM)观察,喷涂层中晶粒尺寸较小,且Al与钛铝金属间化合物具有良好共格关系,降低了Al-Ti-Si-RE涂层开裂敏感度。另外Al-Ti-Si-RE涂层具有发达的"骨架"结构,电化学腐蚀过程中形成的Al氧化物能够有效填充到"骨架"孔隙和热震引起的微裂纹当中,对涂层同时起到"自封闭"与"自修复"作用,使其更加致密并兼具良好抗热震性能与耐电化学腐蚀性能。     

电弧喷涂Al-Zn-Si-RE合金涂层与Al-Zn伪合金涂层的耐蚀性能对比

为研究Al-Zn-Si-RE合金涂层和相同Al含量的Al-Zn伪合金涂层耐蚀性能的不同,采用电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了此两种合金涂层。通过盐水全浸实验和电化学测试技术对比研究了两种涂层的耐腐蚀性能,并将两种涂层的极化曲线与纯Zn、纯Al、Zn-15Al合金涂层进行了对比分析。使用扫描电镜、金相显微镜和X-射线衍射仪等手段测试分析了两种合金涂层腐蚀前后的微观组织形貌和相组成。结果表明,Al-Zn-Si-RE合金涂层的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-0.995V和3.319×10-6 A/cm2,腐蚀电位更正,腐蚀电流密度更低,耐蚀性更好,原因可能是致密的腐蚀产物膜抑制了腐蚀作用;Al-Zn-Si-RE合金涂层与伪合金涂层微观组织成分和相结构的不同引起腐蚀行为的差异,且Al-Zn-Si-RE合金涂层表现出更好的耐盐水腐蚀性能;稀土元素的存在有利于提高Al-Zn-Si-RE合金涂层的耐蚀性。     

Ti_3Al及其渗铝涂层的热腐蚀性能

采用电化学方法并结合各种物相分析技术研究了Ti_3Al金属间化合物在熔融(Na,K)_2SO_4-NaCl中的热腐蚀行为及渗铝涂层对其耐蚀性能的影响。结果表明,Ti_3Al耐热腐蚀性能较差。形成了外层为TiO_2,中间层为富铝的TiO_2-Al_2O_3复合层,内层为富铌的Nb_2O_5-TiO_2-Al_2O_3层的三层结构。渗铝涂层能在合金表面形成Al_2O_3氧化膜而明显改善Ti_3Al的耐蚀性能。     

高速电弧喷涂铝涂层在模拟深水下的腐蚀行为

目的探究高速电弧喷涂铝涂层在深水压力环境下的腐蚀行为。方法利用电化学阻抗谱、扫描电镜微观形貌观察、物相衍射和红外光谱等锈层分析手段,分析高速电弧喷涂铝涂层在不同实验条件下的腐蚀行为,并对实验结果进行了对比研究。结果 3 MPa高压浸泡72 h的铝涂层表面腐蚀产物呈现疏松粉状,并出现了腐蚀坑洞,铝涂层快速失效。常压浸泡72 h后的铝涂层表面腐蚀较轻,常压浸泡720 h后的铝涂层表面则已被腐蚀产物完全覆盖。经XRD分析,三种条件下的铝涂层腐蚀产物基本一致。进一步利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析可知,3 MPa高压条件下,压力加速了碱式氯化铝水合物Al9Cl6(OH)21·18H_2O、Al5Cl3(OH)12·4H_2O等腐蚀产物的形成。这些腐蚀产物在高压下不能有效结合,且易于流失,致使涂层耐蚀性能快速下降。结论铝涂层在高压条件下形成的腐蚀产物不能有效覆盖在涂层表面阻止腐蚀介质侵入,导致铝涂层的耐蚀性能下降。     

水性Al-Zn-Si合金涂层微观组织及腐蚀性能研究

用Al-Zn-Si合金粉末制备热烧结铝锌硅合金涂层,通过盐水浸泡实验和电化学测试研究其耐蚀性能,并结合扫描电镜和X射线衍射分析等手段观察Al-Zn-Si合金涂层显微组织及其在盐水中的腐蚀产物形貌,分析涂层的耐蚀机理。结果表明,Al-Zn-Si合金涂层也具有阴极保护作用,且Al-Zn-Si合金延缓涂层金属粉末的消耗,使牺牲阳极的腐蚀速率减慢。     

有机覆膜对热烧结锌铝涂层耐腐蚀性能的影响

为提高热烧结锌铝涂层（简称锌铝涂层）的耐蚀性,在涂层表面涂覆一层环氧富铝膜,形成复合涂层。采用十字划格法测试锌铝涂层和复合涂层的附着强度,并用扫描电镜（SEM）分析涂层微观形貌;用海水全浸实验和中性盐雾实验评价涂层的耐蚀性能;采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究涂层的电化学性能。结果表明,复合涂层表面更为完整致密,防水性能优于锌铝涂层;环氧富铝膜层能够有效的阻挡腐蚀介质的入侵,复合涂层耐蚀性比锌铝涂层高。复合涂层腐蚀初期主要为扩散控制,随着腐蚀介质的不断渗入,环氧膜层中的Al粉发生活化反应,起到了一定的牺牲阳极保护作用。有机覆膜提高了锌铝涂层在海洋环境中的适用能力。     

Q235上电弧喷涂Zn55Al涂层在3.5wt%溶液中的腐蚀行为研究

本文使用电弧喷涂通过包套挤压+拉拔的方法制备的Zn55Al伪合金丝材成功的在Q235钢上喷涂出了Zn55Al涂层。通过扫描电镜和微区XRD研究了Zn55Al 伪合金丝材的显微结构。通过浸泡腐蚀实验和电化学方法研究了Zn55Al涂层、Zn15Al涂层和 Al涂层的腐蚀行为,并对比了三种涂层之间的差异。结果表明Zn55Al伪合金丝材由纯锌和纯铝组成,在整个成型过程中没有产生合金化。Zn55Al涂层由层片状的富锌相和富铝相组成。经过20天的浸泡实验,Zn55Al涂层形成了一层致密的钝化膜,比其他两种涂层有更好的耐腐蚀性。Zn55Al涂层的自腐蚀电位大约是-1.25v,高于Zn15Al涂层低于纯Al涂层和Q235基体.电偶腐蚀实验表明,Zn55Al涂层比Zn15Al涂层具有更好的点虎穴保护作用。这些结果说明Zn55Al涂层具有更好的耐腐蚀性和可以给Q235基体提供更强的电化学保护.本文也讨论了Zn55Al涂层的的腐蚀机理。     

钢表面激光熔覆Ti-Al球磨粉合成复合涂层

为提高钢的表面硬度及耐腐蚀性,选用钛,铝机械球磨粉末在Q235钢基体表面进行激光熔覆试验,使钛,铝发生反应并制备Ti-Al金属间化合物复合涂层. 综合运用DTA、XRD和SEM分析方法对激光熔覆涂层的成分与组织进行分析,并对复合涂层的硬度及耐腐蚀性进行测试. 结果表明,机械球磨可使粉体细化,涂层与基体形成了冶金结合,涂层由Al₃Ti,Al₃Fe,Fe,AlN和FeO组成,同时激光熔覆涂层具有较高的硬度及优良的耐腐蚀性能. 当激光功率为1000 W,扫描速度为600 mm/min时,复合涂层同时获得最高显微硬度和耐腐蚀阻抗值,分别为949.5 HV和600 kΩ.     

Corrosion mechanism and behavior of high-velocity arc-sprayed Al–Ti–Si–RE coating in a simulated deep sea

The corrosion protection of deep-sea equipment using the economical method of thermal spraying has become a research hotspot. This study investigated the corrosion behavior of high-velocity arc-sprayed Al–Ti–Si–RE coating in a simulated deep sea with regard to microstructures, compositions, and electrochemical measurements. Results showed that the Al–Ti–Si–RE coating has excellent corrosion resistance at high hydrostatic pressure (HP). HP plays an important role in the anodic reaction of the coating, whereas dissolved oxygen (DO) mainly affects the cathodic reaction. HP accelerates the dissolution of the coating's passive film, which results in steady corrosion. The amount of corrosion products depends on DO. The corrosion of the self-sealing coating is inhibited in low DO when steady corrosion is achieved.     

Microstructures and corrosion properties of casting in situ Al_3Ti-Al composites

The effects of Ti content and the alloying elements of Si and Cu on the microstructures of casting in situ Al3Ti-Al composites were investigated. Simultaneously, their corrosion properties were also discussed. The results indicate that the aspect ratios of Al3Ti platelets in different Al based composites are different although all of them are in flaky shape. The morphologies of Al3Ti phase are not only determined by Ti content, but are also related to the alloying elements. The grain refining role of Al3Ti phase in the pure Al and Al-Cu based composites is more effective than that in the Al-Si based composite. The addition of Ti decreases the corrosion resistance of pure Al and Al alloys. The corrosion resistances of the composites are dependent on both the corrosion characteristics of the corresponding matrixes and the distribution of Al3Ti platelets.     

Microstructures and corrosion properties of casting <Emphasis Type="Italic">in situ</Emphasis> Al<Subscript>3</Subscript>Ti-Al composites

The effects of Ti content and the alloying elements of Si and Cu on the microstructures of casting in situ Al_3Ti-Al composites were investigated. Simultaneously, their corrosion properties were also discussed. The results indicate that the aspect ratios of Al_3Ti platelets in different Al based composites are different although all of them are in flaky shape. The morphologies of Al_3Ti phase are not only determined by Ti content, but are also related to the alloying elements. The grain refining role of Al_3Ti phase in the pure Al and Al-Cu based composites is more effective than that in the Al-Si based composite. The addition of Ti decreases the corrosion resistance of pure Al and Al alloys. The corrosion resistances of the composites are dependent on both the corrosion characteristics of the corresponding matrixes and the distribution of Al_3Ti platelets.     

铝合金上电弧离子镀(Ti,Al)N膜的腐蚀特性

研究铝合金上电弧离子镀(Ti,Al)N膜层的腐蚀性能。通过对3种N2气分压下沉积膜层的阳极极化曲线、电化学阻抗谱、盐雾腐蚀失重曲线以及表面形貌的分析表明:沉积过程氮分压较低时,膜层中含有富金属相,耐腐蚀性能较低;增加氮分压使膜层中金属与非金属呈理想配比时,膜层的耐腐蚀性明显增加;膜层在缺陷处产生点蚀、电偶腐蚀,并通过形成裂纹、碎屑脱落使质量显著减小。     

CeO2对Ti-Al渗层组织和抗高温氧化性能的影响

采用浆料包渗法,以TiO2粉为渗Ti源,纯Al粉为还原剂,NH4Cl作为活化剂,Al2O3为惰性添加剂,蛋白质(鸡蛋清)为粘结剂,在Cu表面预先镀Ni随后表面浆料包渗Ti-Al,制备Ti-Al共渗层。研究CeO2氧化物对Ti-Al渗层的组织和氧化性能影响。结果表明:渗剂中添加CeO2氧化物后,渗层组织由Ni-Ti金属间化合物为主转变为Ni-Al金属间化合物为主,包渗过程由渗Ti为主转变为渗Al为主;Ti-Al渗层氧化增重由纯铜的1/10降低到1/28,氧化产物为TiO2、Al2O3和少量的NiO,氧化层致密,没有明显的裂纹和空洞出现,改善了抗高温氧化性能。