TiAl合金电弧喷涂Al涂层的高温氧化性能

为了提升TiAl合金的高温抗氧化能力,采用电弧喷涂工艺在TiAl合金表面制备了纯铝涂层,并分别在900℃和1 000℃进行了恒温氧化试验.通过绘制氧化动力学曲线,对比了有无涂层试样的抗氧化性能.运用SEM、EDS、EPMA和XRD分析其氧化前后涂层的微观形貌、成分组成、元素分布和相组成.结果表明：纯铝涂层均匀致密、无裂纹.在900℃空气中氧化100 h后,涂层表面形成了致密的Al₂O₃氧化膜,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.在1 000℃空气中氧化100 h后,涂层表面氧化膜由Al₂O₃和少量TiO₂组成,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.电弧喷涂铝涂层提高了TiAl合金的高温抗氧化能力.     

真空离子镀Al-Si-Y涂层的高温性能研究

为提高Al-Si-Y涂层的抗高温氧化和耐热腐蚀性能,利用自制的Al-Si-Y合金阴极靶材在镍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℃时的循环氧化性能以及涂层在850℃时的75%Na₂SO₄+25%K₂SO₄熔盐热腐蚀行为,并将其与传统的二元渗Al-Si层以及国内外的多元涂层相比较.结果表明,自制的Al-Si-Y涂层的氧化性能和腐蚀性能要优于其他涂层.     

涂敷Na2SO4盐膜的Ni基合金在900℃空气中的热腐蚀

采用涂盐法,在纯Ni、Ni-10Cr、Ni-20Cr和Ni-10Cr-5Al合金上涂敷40～ 45 g/m2厚度Na2SO4盐膜,研究其在900℃空气中的热腐蚀行为.结果表明：纯Ni和3种Ni基合金的抗热腐蚀性能依纯Ni、Ni-10Cr-5Al、Ni-10Cr、Ni-20Cr的次序递增.3种Ni基合金形成了相似的腐蚀膜结构,腐蚀膜大体分3层,外层都是NiO.Ni-20Cr合金中间层为连续的Cr2O3层,内部出现极少的硫化物;Ni-10Cr合金腐蚀膜的中间层是相对深色的NiO和Cr2O3混合层,内侧出现硫化物;而Ni-10Cr-5Al合金腐蚀膜的中间层是NiO、Cr2 O3和Al2O3的混合氧化物,内层是Cr和Al的硫化物,分布在腐蚀膜和基体的界面上,有的分布在合金基体上.在Ni的基础上添加Cr并增加Cr含量均提高了合金的抗热腐蚀性能,但在Ni-10Cr的基础上增加质量分数5％Al却使抗热腐蚀性能下降.     

CoNiCrAlTaSiY涂层抗热腐蚀性能

用大气等离子喷涂方法在基体材料ＧＨ８６４（Ｗａｓｐａｌｏｙ）合金上制备ＣｏＮｉＣｒＡｌＴａＳｉＹ涂层，在７５０℃／１００ｈ的熔盐热腐蚀试验，测定该涂层的抗热腐蚀性能．用ＳＥＭ、ＳＴＥＭ、ＸＲＤ，ＥＭＰＡ等观察涂层形貌、成分及组织结构变化，并讨论抗热腐蚀机理。结果表明，ＣｏＮｉＣｒＡｌＴａＳｉＹ涂层的热腐蚀性能取决于Ｓ（２－）通过缺陷进入涂层内形成腐蚀产物和涂层表面防护性氧化层的形成。该涂层具有较好的抗热腐蚀性能。提出了ＣｏＮｉＣｒＡｌＴａＳｉＹ涂层抗热腐蚀过程模型，阐明了抗热腐蚀机理。     

奥氏体不锈钢表面等离子渗锆合金层的抗酸腐蚀性研究

为提高0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢在特殊应用环境的耐酸腐蚀性能,采用双辉等离子渗金属技术在不锈钢基体表面渗锆,对渗锆合金层的相结构进行检测分析,将奥氏体不锈钢基体试样和表面渗锆试样分别在0.5 mol/LH2SO4溶液、0.5mol/L HNO3溶液、0.5 mol/L HCl溶液进行电化学腐蚀对比试验。结果表明:在H2SO4溶液、HNO3溶液、HCl溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗锆合金层的2.18倍、9.73倍、24.43倍;不锈钢基体表面腐蚀较为严重,而渗锆合金层表面仅出现轻微的局部腐蚀坑。奥氏体不锈钢表面渗锆后,渗锆合金层中合金元素呈梯度分布,且腐蚀时在表面形成了一层致密的氧化锆钝化膜,因而其抗酸腐蚀性能相对基体大幅提升,在HCl溶液比在H2SO4溶液和HNO3溶液中耐蚀效果更明显。     

TA1表面制备Ni/Al涂层的反应扩渗及抗氧化行为

为了提高纯钛的高温抗氧化性能,采用电弧喷涂和等离子喷涂方法在纯钛表面制备Ni/Al涂层.对试件进行900 ℃×5 h热处理后,再进行900 ℃×40 h连续氧化实验,探索其高温抗氧化行为.结果表明,经过表面改性处理的Ni/Al涂层可以显著提高纯钛的高温抗氧化性.在热处理过程中Ni/Al涂层中的Al发生熔化扩散并与Ni和Ti形成以NiAl与TiAl₃相为主的扩散层.在氧化过程中Ni/Al涂层表面形成连续且致密的α-Al₂O₃,同时表面扩散层中的富铝相可为涂层表面提供充足的Al元素,进而对纯钛基体提供有效的高温抗氧化保护作用.     

不同方法制备的Ni-20Cr合金热腐蚀行为研究

研究了机械合金化、熔炼方法制备的Ni-20Cr合金在950℃空气中的热腐蚀行为；在腐蚀100h后．由2种方法制备的合金的氧化动力学都近似遵循抛物线规律，但腐蚀速率相差很明显．截面形貌和元素面分布分析表明，Ni-20Cr合金的热腐蚀机理符合酸碱熔融模型，熔炼合金生成了NiO／NiCr2O4／Cr2O3混合氧化膜，而机械合金化合金生成了致密的Cr2O3氧化膜．不同制备方法得到的合金热腐蚀对比性能分析表明，合金的制备工艺能明显影响合金的抗热腐蚀性能．     

Fe-14Mn-6Si-5Ni合金表面渗层组织及性能研究

采用料浆包渗法,以Cr2O3粉为Cr源,纯Al粉为还原剂,NH4Cl作为活化剂,Al2O3为惰性添加剂,蛋清为粘结剂,在Fe-14Mn-6Si-5Ni合金表面经900℃、10小时料浆包渗制备渗层。研究了渗层显微组织、耐磨性和耐腐蚀性能。结果表明:渗层组织为含元素Al、Cr的固溶体;显微硬度为460 HV,为基体合金的1.4倍,摩擦因数为0.35,为基体的1/2。浸泡腐蚀速率为Fe Mn Si基合金的1/10。     

纳米陶瓷涂层的抗热震性能

为了保护金属基体、延长金属基体的使用寿命,采用不同成分配比的FeAl合金和Al₂O₃的混合粉料在碳钢表面预置一层陶瓷涂层,利用气体保护无压烧结设备,在氩气氛保护下烧结出结合性良好的纳米陶瓷涂层,并进行了抗热震性实验.将试样循环加热到500~1000℃,立即投入室温的冷水中,同一样品经受多次热震,使某些试样的陶瓷衬层在1000℃时仍能与金属牢固结合而不脱落,说明所制备的复合陶瓷涂层与基体结合强度高,因此具有良好的抗热震性.涂层形成成分梯度,其分布规律为提高抗热震性能提供了保证.     

Al2O3抗热震陶瓷的研究进展

为了增进对Al₂O₃抗热震陶瓷发展动态的了解,为Al₂O₃抗热震陶瓷的制备提供设计依据,针对Al₂O₃抗热震陶瓷的常用抗热震性测试方法,Al₂O₃陶瓷微观结构、表面条件、尺寸对抗热震性的影响,利用第二相法提高Al₂O₃陶瓷抗热震性的可行性,以及多孔Al₂O₃抗热震陶瓷的研究进展等方面进行了评述.在Al₂O₃陶瓷中添加ZrO₂、稀土化合物、低热膨胀系数组元或高热导率组元等可以改善Al₂O₃陶瓷的抗弯强度、断裂韧性、弹性模量等力学性能和(或)热膨胀系数、热导率等热学性能,从而起到提高Al₂O₃陶瓷抗热震性能的作用.叠层Al₂O₃复合抗热震陶瓷将成为今后的一个研究方向.     

NiAl/Al复合涂层高温抗氧化性能与扩散机制

为了延长纯钛在高温环境下的工作寿命,采用电弧喷涂方法在纯钛表面制备了NiAl/Al复合涂层.在热处理炉中进行800 ℃×50 h连续氧化实验,根据NiAl层与纯Al层反应生成的金属间化合物性能,考察涂层的高温抗氧化行为和高温防护机制.结果表明,复合涂层在体系中具有足够的Al、Ni元素,可在涂层外表面形成以Al₂O₃为主的氧化物防护层,从而阻碍氧向内侵入.在高温氧化过程中NiAl/Al涂层中的Al发生熔化扩散,并与Ni和Ti形成以NiAl、Ni₂Al₃、NiAl₃及TiAl₃富Al相为主的扩散阻挡层.NiAl/Al复合涂层显著提高了纯钛的高温抗氧化能力.     

热喷涂FeCrAl/Al复合涂层抗高温硫化的研究

为了提高材料的抗热腐蚀性能,采用电弧喷涂方法在钢铁基体表面施加FeCrAl/Al复合涂层,通过沉积Na2SO4的900℃热腐蚀试验以及二硫化碳生产装置中的现场挂片试验,研究了FeCrAl/Al复合涂层的高温硫化表现。实验结果表明:FeCrAl/Al复合涂层提高了钢铁材料的抗高温硫化腐蚀能力,在高温硫化初期,外表面的Al涂层首先发生氧化,形成连续的Al2O3层,显著地减缓了硫原子向复合涂层内部的扩散速度。随着复合涂层中Cr、Al等有效抗硫化合金元素的相互扩散,形成FeCr金属间化合物层,进一步阻碍硫原子扩散,对钢铁基体材料提供有效的高温硫化防护作用。     

高温镍基合金烟气侧腐蚀机理研究

Inconel 740H合金作为700℃级超超临界锅炉管材的主要候选材料,对其耐腐蚀性能进行研究具有重要意义。为探究合金烟气侧腐蚀机理,本研究首先利用Fluent软件,采用非结构化网格,RNG k-ε湍流模型,对所用的气体混合器以及管式炉内的气体流动进行了模拟,研究发现N₂和CO₂在下、O₂和SO₂在上的进气方式气体混合更加均匀,对于管式炉内的石英舟,将垂直石英管方向上的两个壁面去掉,气流可与合金试样充分接触。基于模拟结果条件,本研究进一步采用涂盐法与失重法进行实验,绘制腐蚀动力学曲线分析腐蚀速率,使用XRD、EDS分析实验样品。结果表明,涂灰组合金在实验中出现了显著的腐蚀失重,而不涂灰组合金则是轻微的腐蚀增重,涂抹的合成煤灰对合金的热腐蚀具有明显的加速作用,合金表面生成的Fe₂O₃、Cr₂O₃对腐蚀有抑制作用,而涂盐组所含有的Na₂SO₄以及NaCl等物质能够破坏表面...     

熔喷非织造布用磁性Fe3O4@SiO2/PLA共混材料的性能分析

采用溶剂热法制备磁性四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米粒子,随后利用改进的溶胶-凝胶法制备四氧化三铁与二氧化硅复合纳米粒子(Fe₃O₄@SiO₂),再以聚乳酸(PLA)为基体,通过熔融共混工艺制备Fe₃O₄@SiO₂/PLA共混材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、万能拉伸试验机、熔体流动速率仪(MFR)和振动样品磁强计(VSM)等对共混材料的形貌、结晶结构、热性能、力学性能、熔体流动速率和磁性能进行表征分析。结果表明：添加量为1%(以质量分数计)的Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子可在PLA基体中均匀分散,与基体有良好的界面相容性。相比于纯PLA,Fe₃O₄@SiO₂/PLA共混材料的热性能变化不大,当Fe₃O_4<...     

DZ4合金渗Al-Si涂层抗高温氧化机理研究

为进一步研究航空发动机叶片耐高温腐蚀性能,采用料浆法在DZ4合金表面制备了Al-Si涂层.依据GB/T13303-91<钢的抗氧化性能测定方法>标准,对制备了Al-Si涂层和未制备Al-Si涂层的DZ4合金进行了1100℃2 300h高温氧化性能试验,用SEM、XRD对氧化后的渗层表面形貌、相组成及结构进行了分析研究.试验结果表明,DZ4合金渗Al-Si涂层的氧化动力学曲线基本遵循抛物线规律,其抗氧化性能属于完全抗氧化级.     

La2Mg(Ni1-xAlx)9(x=0.1,0.2)合金的相组成及储氢性能研究

研究了Al替代对AB₃型La₂Mg(Ni_1-xAl_x)₉(x=0.1,0.2)合金相组成、储氢性能和失效行为的影响.表明Al在常温下促进La(Ni, Al)₅相含量的提高和LaMg₂Ni相的形成,并导致合金放氢困难和电化学放电容量的降低.由于La₂MgNi₂和LaMg₂Ni相含量的增加,合金耐KOH的腐蚀性降低.腐蚀产物主要为La(OH)₃,La₂O₃和Mg(OH)₂.通过Al替代改善合金电化学放电和循环稳定性的关键在于优化其中的相组成类型.     

高钛型高炉渣硅热还原捕集有价金属元素的热力学计算和实验研究

为了探索攀枝花地区高钛型高炉渣综合利用新途径,以攀枝花地区的高钛型高炉渣为研究对象,开展了高钛型高炉渣硅热制备高硅Ti-Si合金的实验研究.首先从热力学角度计算了高钛型高炉渣硅热还原有价金属氧化物的热力学条件;从还原后的合金成分调控和渣金高效分离等角度开展硅热还原的配料计算;以热力学和配料计算结果为依据,在高温箱式电阻炉内开展了高钛型高炉渣硅热还原的实验研究,探究了不同保温时间下的渣金分离效果和还原后合金组成物相.研究结果发现：高钛型高炉渣在1 600℃经硅热还原保温2 h后能够获得较好的渣金分离效果;渣金分离后获得的合金中主要物相为Si、TiSi₂、TiFeSi₂和TiMnSi₂,但是微观组织结构中发现TiMnSi₂相并不单独存在,而是与TiFeSi₂和TiSi₂形成三相固熔体.     

Fe-Cr合金在Na_2SO_4盐膜下的热腐蚀行为

研究表面涂覆20~25 g/m2和40~45 g/m2两种厚度Na2SO4盐膜的Fe-10Cr和Fe-20Cr合金在900℃空气中的热腐蚀行为.结果表明:涂盐量为20~25 g/m2和40~45 g/m2的Fe-10Cr和Fe-20Cr合金在腐蚀24 h后的腐蚀增重均明显大于未涂盐的两种合金在相同温度下纯氧化的增重;SEM分析表明涂两种厚度盐膜的Fe-10Cr合金的腐蚀膜均可分为3层,外层是Fe2O3,中间层以Fe2O3和Cr2O3的混合物为主,内腐蚀区有少量Cr的硫化物;两种涂盐量的Fe-20Cr合金表面均形成了较疏松的Cr2O3腐蚀层,腐蚀膜内层均未出现内硫化现象.     

Co掺杂ZIF-8衍生合成高效Co-N-C氧还原催化剂的研究

在合成中添加Co(NO₃)₂·6H₂O制备钴掺杂的2-甲基咪唑锌盐材料,通过优化钴掺杂量及热解温度得到了具有高比表面积(888 m²/g)且同时存在微孔和介孔(孔体积为0.591 cm³/g)的高效Co-N-C催化剂。电化学测试表明：Co-N-C催化剂具有良好的酸性氧还原催化活性、稳定性和抗甲醇毒化性能,其在0.1 mol/L HClO₄溶液中的氧还原途径主要是4电子反应过程,半波电位达到0.807 V,稳定性可与商业Pt/C催化剂相媲美。物理表征结果表明：钴元素成功地掺杂到Co-N-C催化剂中,较高的石墨化程度、良好的导电性、丰富的孔结构和Co-N_x活性位点,极大地提高了Co-N-C催化剂在酸性条件下的氧还原催化性能。本工作为合成ZIFs衍生的高效氧还原催化剂提供了新的思路。     

原位反应法制备Zr/Hf-ZrC1-x/HfC1-x棒的碳化机制及烧蚀行为(英文)

采用碳扩散原位反应法制备了Zr/Hf-ZrC_1-x/HfC_1-x棒,研究了不同的碳化温度和碳源对棒材微观结构和烧蚀行为的影响。研究结果表明,由于HfC和ZrC的无限固溶,在Zr-Hf合金棒中形成了一种双层结构,外层为ZrC/HfC层,内层为含有ZrC_1-x/HfC_1-x颗粒的Zr/Hf-ZrC_1-x/HfC_1-x混合层。随着碳化温度的升高,陶瓷层逐渐增厚。当C/C-ZrC-SiC作为碳源时,陶瓷层的厚度明显高于石墨作为碳源时的厚度。烧蚀后,在棒材表面形成一层熔融的ZrO₂-HfO₂外层,这一氧化层起着对基体表面进行氧化物补偿的作用,在棒材内部形成一层具有低氧透过率的ZrC_xO_y/HfC_xO_y层。同时,ZrO₂、HfO₂及其固溶体颗粒被烧结致密化,从而降低了氧化层的透氧性,并增强了该氧...