一种中温C/C复合材料抗氧化涂层的制备及其性能

制备了一种工作温度约1 173 K的C/C复合材料抗氧化复合涂层,它由磷酸盐过渡层和陶瓷相阻挡层构成,通过与单一陶瓷相涂层的对比试验研究了它的抗氧化机理。涂覆有该复合涂层的C/C复合材料试样,在空气中1 173 K时氧化10 h的失重率为11.25％,氧化失重率为9.84×10~(-5)g/(cm~2·min),而且其氧化失重率随氧化时间延长而降低;4 h内经过30次从1 173 K至室温急冷急热循环后,失重率为6.38％,涂层基本完好,说明涂层在温度不超过1 173 K时具有良好的抗氧化性和抗热震性。该种涂层适合于中温下C/C复合材料的抗氧化保护。     

普通石墨材料高温抗氧化涂层研究

设计并制备出了一种普通石墨材料抗氧化涂层,其基本结构为浸渍过渡层陶瓷相阻挡层玻璃相封填层。涂覆有复合涂层的普通石墨材料试样在空气中于900℃下氧化10h的失重率仅为006gcm2,氧化失重速率为101×10-4g(cm2·min);900℃←→室温空气中急冷急热10h循环100次后,失重率为874%,涂层没有剥落。     

含P,B,Si化合物涂层对C/C复合材料抗氧化性能的影响

以P,B和Si等的化合物为主要组元的涂层对C/C复合材料进行表面抗氧化处理,在700,900℃时进行氧化实验,用SEM观察涂层在氧化前、后形貌的变化,用样品的失重分析成分对涂层抗氧化性能的影响。研究结果表明:浸涂次数对涂层抗氧化性能影响较大,浸涂2次的样品比只浸涂1次的样品的氧化失重低;具有最佳抗氧化效果的涂层在700℃,氧化10h时氧化失重率为0.26％,在900℃,6h时的氧化失重率不超过2％。通过SEM检测发现,涂层在氧化前与涂层具有良好的结合性,没有产生大的缺陷,涂层内低熔点物质在氧化过程中逐步偏聚、挥发导致其抗氧化能力降低。     

C/C复合材料中高温抗氧化涂层的性能

制备了适用于工作温度高于1273K的C/C复合材料抗氧化涂层,它由SiO2、SiC和ZrAlCrY系陶瓷相构成。测量了氧-乙炔焰灼烧5、10、15、20s后涂层试样的质量损失,其平均质量损失率为7.91×10-4g/(cm2·min);涂层试样2h内经过10次室温至1273K急冷急热循环后质量损失率为13.9%,涂层基本完好,说明涂层在1273K以上的高温环境下具有良好的抗氧化性能,但其抗热震性能较中温涂层有所降低。同时对陶瓷粉末粒径对涂层性能的影响进行了研究,得出用较小粒径原料粉末制备的陶瓷涂层的抗氧化性能和抗热震性能较好。该种涂层适合于高温环境下不要求多次重复使用的C/C复合材料的抗氧化保护。     

预浸涂对航空刹车副用C/C 复合材料抗氧化性能的影响

C/C复合材料在高于450℃的空气(氧化气氛)中会显著氧化,可采用基体抗氧化和涂层抗氧化来防止其氧化.作者采用在基体材料表面预先浸涂浸渍剂,再涂刷涂层并将涂层固化处理制备涂层的工艺方法,制备出抗氧化性能良好的抗氧化涂层.预浸涂处理可使材料的起始氧化温度提高近200℃.单独预浸涂以硼酸、TEOS为主的浸渍剂抗氧化效果不明显,而预浸涂以磷酸+硼酸混合液、磷酸为主的浸渍剂效果较好.其最佳抗氧化效果为900℃×2 h静态氧化失重率为0.33%,900℃×4 h静态氧化失重率为1.13%.对以硼酸、磷酸和TEOS及其混合液为主的浸渍剂的抗氧化机理进行了探讨.     

C/C复合材料密度及预氧化处理对SiC涂层的影响

采用包埋法分别在密度为0.8、1.4和1.8 g/cm³的炭/炭(C/C)复合材料表面制备SiC涂层,选择密度为1.8 g/cm³的试样研究预氧化处理对涂层结构和抗氧化性能的影响。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究涂层的显微组织和物相组成,用1500℃静态空气氧化方法测试涂层的抗氧化性能。结果表明,随C/C复合材料密度增大,涂层嵌入基体的深度越小,涂层与基体的分界越明显。密度为1.8 g/cm³的C/C复合材料进行预氧化处理后,表面粗糙度增大,表面的炭纤维周围产生了环形孔隙,再经过包埋制备SiC涂层,涂层厚度增加且更加均匀致密。将样品于1500℃静态空气中氧化334 h后,氧化质量损失率为0.684×10^?4 g/(cm²·h),氧化后表面生成了莫来石相,抗氧化性能有明显提升。     

C/C复合材料表面ZrB2基陶瓷涂层改性及抗氧化性能研究

为了提升碳/碳(C/C)复合材料的抗氧化性能,通过大气等离子喷涂技术在C/C-SiC复合材料表面制备了添加剂改性的ZrB_2陶瓷涂层,分别为ZrB_2-SiC、ZrB_2-TiB_2涂层,对涂层样品进行1200℃的氧化性能测试。结果表明,氧化5 h后,ZrB_2-SiC涂层仍有2.62 wt.%增重量,与ZrB_2涂层相比(氧化失重率为10.76 wt.%),ZrB_2-SiC涂层抗氧化性能大幅度提升,主要由于SiC的添加降低了涂层热膨胀系数,缓解热失配,提升了涂层结合强度,而且氧化后形成致密的硼硅酸盐熔融玻璃表面,填充了涂层裂缝、孔洞,为基材提供更为优异的抗氧化防护。而ZrB_2-TiB_2涂层表现出较差的抗氧化性,氧化5 h后,失重量达到18.76 wt.%,ZrB_2-TiB_2涂层极差的抗氧化性是因为TiB_2的引入改变了涂层的形貌,氧化后形成疏松多孔的组织结构,无法有效隔绝氧气。     

熔盐法制备C/C复合材料表面MoSi_2-SiC涂层的结构与性能

采用两步熔盐法于900~1 000℃下在C/C复合材料表面制备MoSi_2-SiC复合涂层,即在含仲钼酸铵的熔盐中制备Mo_2C涂层,然后通过熔盐渗硅生成MoSi_2-SiC复合涂层。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)与能谱分析(EDS)等方式研究涂层的组织结构,并测试涂层在1 500℃下的抗氧化性能和抗热震性能。同时对涂层氧化后的组织结构进行分析。结果表明:复合涂层主要由MoSi_2和SiC两相组成,涂层与C/C基体结合处仅有少量未反应的Mo_2C。涂层整体致密,与基体结合良好,均匀地包覆整个基体表面,厚度约为100μm。涂层样品在1 500℃的静态空气中氧化42 h后,涂层表面仍保持完整,质量损失率仅为2.79%。1 500℃下经历30次热震实验后,样品的质量损失率为1.96%,涂层具有良好的抗氧化和抗热震性能。     

溶液浸渍和溶胶浸渍法对C/C复合材料抗氧化性能的影响

针对C/C复合材料容易氧化的缺陷,以磷酸盐为主要成分,采用溶液浸渍和溶胶浸渍2种方法对C/C复合材料进行抗氧化处理。结果表明:溶胶浸渍法可以有效地调节C/C复合材料抗氧化涂层前驱体成分,使涂层均匀、致密,具有良好的抗氧化效果。通过扫描电镜和X射线衍射等检测手段发现,溶胶类涂层与C/C复合材料结合良好,不易剥落,在较大的温度范围内呈玻璃态,具有良好的流动性能,可以有效封填涂层中的缺陷,保证涂层的抗氧化能力。但由于涂层物质晶型的转变,削弱了涂层的自愈合能力,使涂层的抗氧化能力逐步减弱。     

中密度C/C复合材料表面制备SiCnw/SiC涂层

在中密度C/C复合材料基体上采用催化化学气相沉积方法生长碳化硅纳米线(SiCnw)及制备碳化硅纳米线/碳化硅(SiCnw/SiC)涂层,研究中密度C/C复合材料基体上加载催化剂后涂层沉积及其抗氧化性能,结果表明:中密度基体上催化制备SiCnw涂层,可改善沉积效率,同时可抑制裂纹扩展,明显改善SiC涂层在1200℃的氧化防护能力。另外,在1500℃的空气中氧化10h后,SiCnw/SiC涂层氧化质量损失率仅为1.34%,明显低于质量损失率为8.67%的单层SiC涂层。     

稀土元素对Fe-Cr-Al系合金抗氧化性的影响

分析了Cr_2O_3膜和Al_O_3膜性质及生长机制,基于国内外学者已提出的机理,讨论了稀土对Fe-Cr-Al系合金氧化膜的生长机制、膜形貌及膜的粘附性的影响。     

钢包渣线镁碳砖使用寿命的提高

钢包的使用寿命直接受渣线镁碳砖的影响,文章从渣线镁碳砖所用原料、添加剂、临界粒径、砖型等方面论述了提高渣线镁碳砖使用寿命的方法.     

Crofer22 APU铁素体不锈钢的氧化行为研究

 Crofer22 APU铁素体不锈钢是固体燃料电池连接体的备选材料之一。通过增重法研究了Crofer22 APU铁素体不锈钢在800℃空气中的抗高温氧化动力学,并结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）等手段,对氧化膜的形貌和组成进行了分析。结果发现,Crofer22 APU 铁素体不锈钢在800℃下 0~100h 的平均氧化速率为0.032g/（m2·h）;100~450h的平均氧化速率为0.0091g/（m2·h）;450~550h的平均氧化速率为50×10-4g/（m2·h）。氧化膜分为内外两层,内层主要是含SiO2的氧化物,外层主要是含Cr2O3的氧化物。     

310S耐热不锈钢高温循环氧化性能

研究了310S耐热不锈钢在800、900、1000、1100、1200℃时高温循环氧化性能,采用SEM、XRD、EDS对高温循环氧化生成物进行分析。实验结果表明:1000℃以下时,钢的氧化速率较为缓慢,当温度达到1200℃时其氧化速率急剧增加。310S耐热不锈钢高温循环氧化产物分为3层,外层是FeO·Cr2O3和尖晶石结构的MnCr2O4,中间为Cr2O3,内层为SiO2氧化膜,这种结构是其具有良好耐高温氧化性能的主要原因。     

Effect of nickel additions on the oxidation kinetics of double titanium and chromium carbide powder

The effect of powdered nickel additions (10–33 mass %) on the oxidation kinetics of double titanium-chromium carbide produced by the method of self-propagating high-temperature synthesis, and also that of plating the synthesized carbide powder with nickel (26 mass %) was studied. The effect of nickel concentration and powder particle size on the oxidation resistance at different temperatures was different. However, it can be stated that plating the carbide powder with nickel increased its oxidation resistance at all temperatures in the range 600–1000°C, excepting 700°C. The degree of oxidation of the carbide and nickel constituents were estimated. Activation energies for the initial and parabolic stages of oxidation were determined. Translated from Poroshkovaya Metallurgiya. Nos. 1/2(411), pp. 76–82, January–February, 2000.     

烧结镍基高温合金丝网多孔材料的抗氧化性能研究

采用静态增重法,测试了两种不同尺寸的烧结镍基高温合金丝网多孔材料样品及致密单丝样品在900℃下的氧化动力学曲线与氧化速率;采用9410型全自动压汞仪测试多孔小样品的表面积,同时通过透气系数计算其表面积,并据此对多孔小样品的氧化速率进行修正;用SEM、EDS及XRD等手段观察分析多孔样品氧化100 h后的显微形貌与氧化物的组成情况。结果表明:经过100 h氧化实验,大、小多孔样品的氧化速率为单丝样品的7倍左右;多孔小样品修正后的氧化速率远远小于修正前的氧化速率,也小于单丝样品的氧化速率;多孔样品的表面氧化物呈球形,分布较为均匀,其组成主要为Ni Cr_2O_4。     

铝对抗磨耐热钢抗氧化性的影响

 研究了不同铝含量的Fe 25Cr 20Ni在900 ℃、1000 ℃和1100 ℃的高温氧化行为。其中,Fe 25Cr 20Ni 472Al在900 ℃、1000 ℃和1100 ℃时的平均氧化速度比Fe 25Cr 20Ni分别降低47.14％、58.14％和17.49%。X射线衍射分析结果表明,氧化膜主要为Fe、Cr的氧化物和尖晶石（NiCr2O4、FeCr2O4）,其中在Fe 25Cr 20Ni 472Al合金中检测到了Al2O3。对氧化后试样截面进行扫描电镜观察和能谱分析,结果表明,不含铝以及铝的质量分数为1.68%和7.10%的试样氧化后氧化膜分为两层：即厚度较为均匀,存在较多的破碎、剥落的外层和外层与基体之间的较为致密,但存在空穴的内层;铝的质量分数为4.72 %的试样氧化膜较为致密,基本无剥落,分层现象不明显,生成的Al2O3存在于氧化膜的最外层,有效防止了材料的进一步氧化。     

温度对耐热不锈钢310S氧化膜断面及基体的影响

对奥氏体耐热不锈刚310S在800、1 000、1 200℃下氧化140 h形成的氧化膜断面及基体进行能谱分析。结果发现:随着温度的升高,氧化膜厚度增加;氧化膜都由Mn、Cr和Si的氧化物组成,Mn、Cr的氧化物分布在氧化膜最外层,Si的氧化物分布在内层;同时,当温度升高到1 200℃时,基体发生了严重的Si内氧化,导致奥氏体耐热不锈刚310S抗氧化性降低。     

Fe-Cr-C Cermet Made by Reaction Sintering

High chromium cast iron is widely used as awear resistance material,in which carbide is bar- likeor strip- like M7C3instead of M3C existing in com-mon cast iron.M7C3is of high hardness and stabilityat high temperature[1— 3] .　　 Reactive sintering has the advantages of lowsintering temperature and short sintering time.Fe-Cr- C cermet was prepared by reactive sintering offerrochromium and graphite and its performance wasstudied.1　Experimental Method　　 The raw materials used were ferroc…