非晶SiO2涂层的制备及其对Ti-22Al-26Nb合金的高温防护

以商业硅胶为原料,采用溶胶-凝胶法在Ti-22Al-26Nb合金表面浸涂制备非晶氧化硅涂层.涂层样品和空白样品在800和900℃静态空气中进行等温氧化实验,900℃静态空气中进行循环氧化实验.采用热重分析（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对结果进行分析,研究涂层对Ti-22Al-26Nb合金氧化行为的影响.结果表明：涂层样品的氧化抛物线速率常数较空白样品降低,涂层提高了合金在空气中的抗氧化能力.合金表面生成氧化膜主要由TiO2,Nb2TiO7和AlNbO4组成,涂层抑制了氧化物的生长.探讨了涂层的作用机制.     

Al涂层对Ni基合金高温氧化性能的影响

为了研究Al涂层对Ni基合金高温氧化性能及氧化机理的影响,采用磁控溅射方法在Ni基合金表面制备了Al涂层,在600℃下对涂层进行了真空扩散退火和预氧化处理,并研究了涂层在1 100℃下的高温氧化性能.利用扫描电子显微镜和能谱仪分析了氧化膜的截面形貌及组成.结果表明,Ni基合金氧化动力学曲线近似服从抛物线规律,且合金的氧化增重最大.经过1 100℃高温氧化后,Ni基合金表面形成三层氧化膜,外层为Ni O、Cr_2O_3、Al_2O_3的混合氧化物和少量尖晶石氧化物,中间层主要为Ni的氧化物,内层为Al_2O_3.Al涂层试样的氧化增重相对较小,表明Al涂层在一定程度上提高了Ni基合金的抗氧化性能.     

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.     

K438高温合金Al-Si涂层的高温氧化表面形貌分析

为提高航空发动机使用寿命,航空发动机涡轮机叶片表面均采用防护涂层技术,以提高基体合金的抗高温氧化腐蚀性能.采用热扩散的方法,在K438镍基高温合金表面制备了Al Si涂层.依据GB/T13303 91标准,对制备了Al Si涂层的K438高温合金进行了1 000℃×500h高温氧化性能试验.用XL 300FEG扫描电镜对氧化后的涂层表面进行观察分析,分析结果表明,K438高温合金表面的Al Si涂层,在高温氧化过程中已转变成连续致密的αAl2O3 氧化膜,该氧化膜无裂纹、剥落发生,可有效地阻止氧原子的渗入.涂层中Si元素的加入,能有效地阻止涂层元素与基体元素的互扩散,起到了扩散障的作用,延长了涂层的退化周期,使涂层获得了优良的抗高温氧化性能.     

用PCVD法制备抗高温氧化涂层的研究

研究了用ＰＣＶＤ法所制备的ＴｉＮ,ＴｉＡ１Ｎ及ＴｉＳｉＮ硬质涂层的抗高温氧化性及ＴｉＮ涂层在双氧水介质中的抗氧化性。结果表明,ＴｉＡ１Ｎ,ＴｉＳｉＮ涂层在空气中的抗高温氧化性可达７００℃以上, ＴｉＮ涂层可达６００℃。在双氧水介质中, ＰＣＶＤ－ＴｉＮ涂层仍具有较强的抗氧化能力, 且优于ＰＶＤ－ＴｉＮ 涂层     

K444铸造镍基高温合金的高温氧化行为

为了研究燃气轮机叶片材料K444铸造镍基高温合金的高温氧化性能,研究了K444铸造镍基高温合金800℃及850℃恒温氧化动力学及氧化机制.采用x射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了K444合金氧化产物、氧化膜形貌及成分.结果表明：在实验条件下K444合金氧化动力学遵循抛物线规律.在高温氧化期间,K444合金表面氧化膜无明显剥落.氧化膜主要由Cr₂O₃组成,含有少量的NiCr₂O₄及TiO₂.氧化膜呈多层结构：外层较薄,膜质疏松,孔隙较多,是以TiO₂为主的不连续氧化物膜层;中间层是以Cr₂O₃为主的连续致密保护性氧化物膜层,其中含有少量的NiCr₂O₄及TiO₂;内氧化层以Al₂O₃为主.     

2520不锈钢的高温氧化行为研究

采用静态增重法测定2520不锈钢在高温条件下的氧化动力学,运用X射线衍射测定氧化物类型,运用扫描电镜（SEM）观察不同氧化时间形成的氧化膜的形貌,通过能谱分析（EDS）氧化膜的成分,研究2520不锈钢的高温氧化行为.实验结果表明,氧化物类型主要为Fe2O3,且氧化物类型随温度的升高而变化.在氧化初期,氧化物中富Fe,氧...     

Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中γ片层析出初始阶段生长规律研究

以铸态Ti-48Al-2Cr-2Nb(at.%)合金的γ片层生长规律为研究对象,将试样在α单相区固溶处理后,冷却至γ单相区内并淬火,从而获得具有γ片层初始生长状态的显微组织。通过SEM-EDS和EBSD等方法分析了γ片层不同生长位置处的晶体学特征、与基体的成分差异。结果表明:γ片层的生成需要在固态阶段进行结构准备和成分准备,因而需要非常大的过冷度;γ片层沿长度方向的生长速度要远远大于其宽度方向的生长速度。通过研究生长过程不同位置处的显微组织发现,γ片层在长度方向与宽度方向存在两种不同生长方式。     

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.     

电磁场增强多弧离子镀AlTiN涂层抗高温氧化研究

针对不同偏压下电磁场增强多弧离子镀技术制备AlTiN涂层组织结构及涂层抗高温氧化性能的复杂问题,本文利用电磁场增强多弧离子镀技术制备AlTiN涂层,采用SEM和XRD等分析测试方法研究脉冲负偏压对AlTiN涂层微观结构、沉积速率等性能影响规律,利用氧化增重方法研究AlTiN抗高温氧化性能.研究结果表明:AlTiN涂层结...     

Influence of surface finish and annealing treatment on oxidation behavior of Ti-48Al-8Cr-2Ag alloy

The effect of surface finish and annealing treatment on the oxidation behavior of Ti-48Al-8Cr-2Ag (molar fraction, %) alloy was investigated at 900 and 1 000 °C, respectively in air. Thermal gravimetric analysis (TGA) was conducted for the characterization of oxidation kinetics. The microstructures of oxide scales were studied by scanning electron microscopy (SEM) and transmission election microscopy (TEM) techniques. Unfavorable effect of the annealing treatment on the oxidation behavior of the coating was also investigated. The results indicate that the oxidation behavior of the alloy is influenced by surface finish and annealing treatment. The oxidation rate of ground sample is lower than that of the polished alloy at 1 000 °C in air. The former forms a scale of merely Al₂O₃, and the latter forms a scale of the mixture of Al₂O₃ and TiO₂. Annealing can improve the formation of TiO₂. Foundation item: Project(2007430028) supported by the Science and Technique Foundation of Henan Educational Committee, China     

等离子喷涂热障涂层抗氧化性能研究

热障涂层在航空发动机热端部件上有着越来越广泛的应用 ,由于热端部件工作温度很高 ,它的抗高温氧化性显得十分重要。通过 90 0℃恒温静态氧化试验和循环氧化试验 ,对用空气等离子喷涂方法制备的热障涂层试样进行了抗氧性能测试 ,并对其结果进行了详细的分析。结果表明 ,此热障涂层系统在 90 0℃的抗氧化性能良好 ;为保持良好的抗氧化性能 ,防止涂层剥落 ,热循环次数不能超过 90次 ;静态氧化曲线基本遵循抛物线规律。此外 ,影响热障涂层的因素有热应力、残余应力、ZrO2 相变以及热腐蚀等     

溅射涂层对炮钢氧化及热腐蚀行为研究

用磁控溅射的方法在炮钢CrNi3MoVA上沉积NiCrAIY涂层，研究了涂层前后抗氧化及热腐蚀的性能，结果表明，溅射NiCrAIY涂层的炮钢的抗氧化及热腐蚀性能显著提高．     

Influence of a Protective Coating Slurry on Enhancing the Descaling Ability and Oxidation Resistance of 9% Nickel Steel

A kind of ceramic slurry was prepared and sprayed onto the surface of 9Ni steel at room temperature. The coating layer will not only reduce the depth of the formed Ni-enriched entanglement at high temperature but also have an excellent ability to resist oxidation of the 9Ni steel. Compared to bare specimen, the depths of the entanglement of the coated 9Ni specimen could be successfully reduced by 74.1% and the oxidation loss be decreased by 62.3% by heating at 1 250 ℃ for 60 min. In addition, the coated specimen indicates no trace of oxide pegs. It proves that the coating has outstanding improvement to internal oxidation resistance. Some characterization methods such as metalloscopy, XRD, XPS, SEM and EDX have been used to reveal a possible protective mechanism. The result shows that the coating layer reacts with the iron oxide to form Mg Fe2O4 on the surface of the coated specimen, which could provide a smaller diffusion coefficient rate of Fe ion. The coating with a low cost and easy implementation is promisingly applicable in the slab-reheating process of the 9Ni steel.     

Surface morphology and electrochemical behaviour of Ti-48Al-2Cr-2Nb alloy in low-concentration salt solution

Electrochemical machining(ECM) is becoming increasingly important for the efficient machining of parts with a large machining area. This is an addition challenge for ECM because of the very high machining current. To overcome this difficulty, a direct and effective strategy is to adopt the machining mode that uses a low-concentration electrolyte with a low current density.The purpose of this study is to reveal the electrochemical behaviour and surface morphology in low-concentration electrolyte.The polarization behavior of Ti-48Al-2Cr-2Nb is measured by linear sweep voltammetry and cyclic voltammetry curves. The ηω-j curves demonstrate the special dissolution behaviour of Ti-48Al-2Cr-2Nb at low current densities. The surface morphology,surface quality, and dissolution mechanism are analysed in three low-concentration electrolytes at different current densities after the ECM dissolution experiments. The results demonstrate that Ti-48Al-2Cr-2Nb exhibits three unique dissolution morphologies in the three solutions, and we found that the γ-TiAl phase dissolves faster than the α_2-Ti_3Al phase. These results also show that 1% NaCl solution is more suitable for Ti-48Al-2Cr-2Nb in ECM compared with the other two solutions, considering its good surface quality, low breakdown potential, and high material removal rate. Later, the dissolution process of the sample in 1% NaCl solution at different corrosion times is revealed. Moreover, a dissolution model is proposed for the electrochemical dissolution behaviour of Ti-48Al-2Cr-2Nb in 1% NaCl solution.     

氧化时间对钛合金微弧氧化膜层的影响

为增强钛合金的生物活性,选用磷酸盐为电解液的主配方,对钛合金进行微弧氧化表面处理,研究氧化时间对微弧氧化膜层的影响,其中包括氧化过程中电解液中钛离子浓度的变化,并借助XRD,SEM等手段对膜层进行物相及表面形貌的分析。结果表明:在微弧氧化过程中,钛合金基体中的钛离子溶解到电解液中;随着氧化时间的增加,电解液中的钛离子浓度也随之增加,氧化膜层为金红石和锐钛矿的混合晶相;但随着氧化时间的增加,氧化膜层中的金红石型晶相逐渐减少直至消失,表面形貌出现孔径不均匀,粗糙度变大等现象。     

Al-Si合金的等离子电解氧化及膜层组织性能研究

为提高铝合金材料在高温下的使用性能,采用等离子电解法在锆盐体系和锆盐-钇盐复合体系中于铝硅合金表面制备了陶瓷层.分析了电解液浓度及成分对起弧电压、膜层厚度、组织及隔热温度的影响.研究结果表明:两种电解液体系中随电解液浓度的增大,起弧电压降低,陶瓷层厚度和隔热温度先增大后减小.与锆盐体系相比,锆盐-钇盐体系中起弧电压显著降低,膜层厚度与隔热温度提高.锆盐体系陶瓷层中生成了常温下稳定的t-ZrO2,锆盐-钇盐体系涂层中则生成了立方相的c-Y0.15Zr0.85O1.93.制备的两种陶瓷膜层与传统的硅酸盐膜层相比,其表面孔洞较少,锆盐-钇盐体系相对于锆盐体系其陶瓷层更加均匀、致密.     

电解液对镁合金微弧氧化层耐蚀性的影响

为了提高镁合金基体的耐蚀性,采用微弧氧化法在镁合金表面制备了MgO-ZrO2复合陶瓷层,利用XRD和SEM研究了膜层的相组成、结构及生长过程,并用LK98C电化学综合系统测试了其耐蚀性.实验结果表明：三种电解液中,K2ZrF6-KOH耐蚀性能较好;在交流阻抗测试结果中,镁基体出现了点蚀;K2ZrF6为8g/L,KOH为3.2g/L时,电荷转移电阻较高,达到4.058×105Ω.     

涂层在炭—炭复合材料氧化中的保护作用

通过炭-炭复合材料飞机刹车盘氧化保护问题的研究,指出在炭-炭复合材料的氧化保护涂层研制时所应考虑的各种因素。试验结果和实际应用表明,据此研制出的硼玻璃防氧化涂层技术是成功珠。运用这项技术可使炭-炭复合材料基植体在各种条件下的氧化速率降低150～200倍,并且涂层与基体在各种条件下都具有良好的相容性。