Ni3Al基合金IC6的NiCrAlY(Si)包覆型涂层研究

研究了磁控溅射 Ni Cr Al Y( Si)包覆型涂层对 Ni3Al基合金 IC6的抗氧化性能及力学性能的影响 ,同时也研究了该涂层的微观组织及其稳定性。结果表明 ,研制的 Ni Cr Al Y( Si)物理沉积包覆型涂层是适合于 IC6合金及其使用条件的防护涂层。     

适用于Ni3Al基合金IC6的NiCoCrAlY涂层研究

为了研制适用于IC6合金的NiCoCrAlY包覆涂层，采用离子电弧镀方法在Ni3Al基合金IC6上涂覆了NiCoCrAlY 5元包覆涂层，测试了涂覆涂层后IC6合金的主要力学性能和抗氧化抗腐蚀性能．结果表明，NiCoCrAlY涂层主要由γ(Ni)、γ′(Ni3Al)、β(NiAl)和α-Cr组成，可使IC6合金的抗氧化抗腐蚀性能得到明显改善，而且对IC6合金的主要力学性能无明显影响，是IC6合金一种较为理想的防护涂层。     

等离子喷涂法制备炭/炭复合材料硅酸钇涂层研究

采用等离子喷涂(Atmospheric plasma spraying,APS)法在炭/炭复合材料碳化硅(SiC)内涂层表面制备了硅酸钇涂层。分别采用XRD和SEM分析了所得涂层的微观结构,并测试了带有SiC/硅酸钇复合涂层的炭/炭复合材料试样在1500℃静态空气中的抗氧化性能。结果表明:通过调节喷涂粉料中的SiO2和Y2O3的摩尔比,可制得Y2SiO5、Y2Si2O7、Y2Si2O7/Y2SiO5和Y4Si3O12/Y2Si2O7/Y2SiO5四种不同结构的硅酸钇涂层;1500℃氧化73h后,SiC/Y4Si3O12/Y2Si2O7/Y2SiO5涂层试样的氧化失重速率相对较低,仅为1.01×10-4g.cm-.2h-1。     

磁控溅射沉积MCrAlY涂层技术研究

MCrA1Y（M=Fe，Ni，Co等）涂层是一种合金包覆涂层，用于防止燃气轮机涡轮部件的氧化和腐蚀。已经大规模用于沉积MCrA1Y涂层的技术有电子束物理气相沉积（EBPVD）、三极溅射、低压等离子喷涂（LPP）等。在一台专用装置上对磁控溅射沉积（MSD）MCrA1Y涂层进行了研究。结果表明MSDMCrA1Y涂层成分容易调整控制，涂层纯度高，涂层致密性和涂层厚度均匀性问题都比较容易解决；这些都比EBPVD或LPPS好。MSD的MCrA1Y涂层表面粗糙度远比LPPSMCrA1Y低。MSD的主要缺点是沉积速率低，但设备结构比较简单，制造工业规模的生产装置比较容易，可以弥补这个缺点。     

Y_2Si_2O_7晶须增强MoSi_2复合涂层的制备及性能

采用水热电泳沉积法在C/C-SiC复合材料表面制备了Y2Si2O7晶须增强MoSi2复合抗氧化外涂层。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的相组成和显微结构进行了表征。研究了Y2Si2O7晶须对复合涂层显微结构和抗氧化性能的影响。结果表明:Y2Si2O7晶须对复合涂层的显微结构和抗氧化性能有较大的影响。与MoSi2/SiC涂层相比,Y2Si2O7-MoSi2/SiC复合涂层均匀、致密,无显微裂纹。在静态空气氧化过程中,Y2Si2O7晶须有效阻止了外涂层的开裂,提高了涂层的抗氧化性能。该复合涂层试样在1773 K下氧化100 h,失重仅为0.73%,相应的失重速率仅为1.48×10-5g.cm-2.h-1。     

IC6合金NiCoCrAlY涂层在制造过程中的修复研究

研究了适用于IC6合金的NiCoCrAlY涂层在制造过程中的修复对涂层本身及IC6合金基体的显微组织和力学性能的影响。结果表明，与原始态涂层相似，修复态涂层通过扩散层与基体紧密结合，涂层/基体界面还没有任何孔洞和裂缝，各元素在涂层、基体之间存在明显的浓度梯度，而且涂层修复对IC6合金的显微组织和力学性能均没有明显影响，经过1100℃/90MPa持久试验后，原始态涂层和修复态涂层与IC6合金基体之间都发生了明显的互扩散，涂层中Mo含量上升到16%（质量分数，下同）左右，而Cr和Co含量下降至5%左右，但涂层仍然与合金基体结合紧密，因此，NiCoCrAlY涂层在制造过程中的修复是可行的。     

真空电弧镀沉积高温防护涂层技术

介绍了弧光放电型离子镀A1000设备，研究了沉积MCrAlY高温涂层工艺，沉积参数对涂层质量、涂层成分及涂层性能的影响。研究结果表明，采用该工艺制备MCrAlY多元包覆型涂层，工艺参数易于控制，沉积效率高，零件装载量大，制备的涂层具有优良的抗高温氧化性能。     

溅射Ni-0.5Y涂层氧化动力学及稀土效应研究

研究了纯镍及其表面磁控溅射Ni-0．5Y微晶涂层在1000℃空气中的恒温氧化和循环氧化行为。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对涂层以及表面NiO氧化膜的形貌和结构进行了研究。此外，还用激光拉曼(Raman)谱对两种样品表面NiO氧化膜内应力大小进行了测量。结果表明，Ni-0．5Y微晶涂层与基体镍相比有更低的氧化增重速率，表面NiO氧化膜的晶粒尺寸明显减小，膜的高温塑性得以改善。同时，氧化膜内的压应力水平也有所降低，因而改善了NiO氧化膜的粘附性和保护性。磁控溅射涂层的微晶结构以及稀土元素钇的存在均有助于提高涂层的抗高温氧化性能。     

Si含量对VAlSiN涂层微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响

采用反应磁控溅射技术,在300℃下制备不同Si含量的VAlSiN涂层。研究Si含量的变化对VAlSiN涂层相结构、生长形貌、化学状态、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:不含Si的VAlN涂层呈现(111)择优取向生长。随着Si含量的增加,VAlSiN涂层的(111)择优取向逐渐消失,最终转变为非晶结构。Si含量大于1.8%(原子分数,下同)的VAlSiN涂层是由nc-VAlN和a-Si_3N_4组成的多相复合涂层。与VAlN涂层相比,添加少量Si(0.8%)的VAlSiN涂层晶粒尺寸减小,致密度得到提高,对应的涂层硬度也得到显著增大,达到30.1GPa。继续增加Si的含量,VAlSiN涂层的柱状生长结构被打断,硬度逐渐下降,最后稳定在22GPa左右。VAlSiN涂层的摩擦因数随着Si含量的增加先降低后升高。当Si含量为0.8%时涂层的磨损率最低,达1.2×10~(-16)m~3·N~(-1)·m~(-1)。     

磁控溅射Ni-0．5Y微晶涂层高温氧化机理研究

研究了纯镍及其表面磁控溅射Ni-0．5Y微晶涂层在1000℃空气中的恒温氧化和循环氧化行为。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对涂层以及表面NiO膜的形貌和结构进行了研究。此外，还用激光拉曼(Raman)谱对两种样品表面NiO膜内应力大小进行了测量。结果表明，Ni-0．5Y微晶涂层与基体镍相比有更低的氧化增重速率，表面NiO氧化膜的晶粒尺寸明显减小，膜的高温塑性得以改善。同时，氧化膜内的压应力水平也有所降低，因而改善了NiO膜的粘附性和保护性。磁控溅射涂层的微晶结构以及稀土元素Y的存在均有助于提高涂层的抗高温氧化性能。     

锆合金表面射频磁控溅射SiC涂层制备工艺参数优选

目前,国内针对锆合金包壳涂层技术研究相对较少。通过射频磁控溅射方法在锆合金基体表面沉积Si C涂层,研究了溅射功率、基片加热温度和溅射时间对涂层形貌、结合力和厚度的影响,确定了最佳的工艺参数为溅射功率200 W,加热温度400℃,溅射时间6 h。采用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、扫描成像X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)对该工艺参数下制备的Si C涂层样品进行了成分分析。结果表明,所制备的涂层的主要成分为非晶Si C。对优化Si C涂层样品进行了初步的高温水蒸气氧化试验,证明其具备一定的抗氧化性,但还有待提高。     

包覆和凝胶注模成型对氮化硅陶瓷性能的影响

利用含 Al (NO3) 3,Y (NO3) 3和尿素的水溶液中无机盐的沉淀再经煅烧在 Si3N4粉料的表面包覆 Y2 O3- Al2 O3层 ,作为氮化硅烧结的助烧剂。包覆层改变了 Si3N4粉料的电动性和胶态特性 ,从而提高了 Si3N4的分散性。研究表明 ,经包覆和凝胶注模成型的方法所制备的氮化硅烧结体较冷等静压方法所获得的烧结体的抗弯强度和 Weibull模数都大大提高     

磁控溅射Ni-0.5Y微晶涂层高温氧化机理研究

研究了纯镍及其表面磁控溅射Ni 0 5Y微晶涂层在 10 0 0℃空气中的恒温氧化和循环氧化行为。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜 (TEM)对涂层以及表面NiO膜的形貌和结构进行了研究。此外 ,还用激光拉曼 (Raman)谱对两种样品表面NiO膜内应力大小进行了测量。结果表明 ,Ni 0 5Y微晶涂层与基体镍相比有更低的氧化增重速率 ,表面NiO氧化膜的晶粒尺寸明显减小 ,膜的高温塑性得以改善。同时 ,氧化膜内的压应力水平也有所降低 ,因而改善了NiO膜的粘附性和保护性。磁控溅射涂层的微晶结构以及稀土元素Y的存在均有助于提高涂层的抗高温氧化性能     

铬含量和烧结工艺对Fe_3Si基合金涂层组织结构的影响

目前,关于以碳化硅粉、铬粉为原料原位生成Fe_3Si基合金涂层的研究鲜见报道。以碳化硅、铬粉为主要原料,以聚氧硅烷为胶粘剂,采用无压烧结技术在Q235钢基体表面制备Fe_3Si基合金涂层,采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析涂层的形貌和结构,并测试涂层的硬度,研究了Cr含量和烧结工艺对Fe_3Si基合金涂层性能的影响。结果表明:Cr元素对SiC的分解有助催化作用,有利于Fe_3Si基合金涂层的生成;Cr含量低时,涂层组织由Fe_3Si相和石墨相组成;随着Cr含量增加,涂层中的石墨相转变为硬质的(Fe,Cr)_7C_3相,形成Fe_3Si相+(Fe,Cr)_7C_3相的组织结构,涂层与基体连接更加紧密,涂层硬度提高,Cr/SiC质量比为0.6~0.8时,所得膜层质量较好;制备Fe_3Si基合金涂层较合适的烧结工艺为真空,烧结温度1 120℃,保温时间60 min。     

纳米Si3N4和喂料等离子处理对等离子喷涂Al2O3-YSZ涂层抗热震性能的影响

Si3N4可以提高Al2O3-ZrO2涂层的力学性能和抗氧化性能,但其对Al2O3-YSZ(Y2O3部分稳定的ZrO2)抗热震性能的影响未见报道.采用等离子喷涂的方法在304不锈钢表面制备了Al2O3-YSZ涂层.在喂料制备过程中加入纳米Si3N4,然后对添加和未添加纳米Si3N4的喂料进行等离子处理,研究纳米Si3N4和喂料等离子处理对涂层在800℃和1 000℃下抗热震性能的影响.采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了涂层热震试验前后的形貌及物相的变化.结果表明:喂料添加纳米Si3N4和等离子处理的综合作用显著地提高了涂层的抗热震性能;与喂料未添加纳米Si3N4且未经等离子处理的涂层相比,喂料添加纳米Si3N4且经等离子处理的涂层在800℃和1 000℃条件下的抗热震寿命分别提高了0.7倍和1.1倍;热震过程中涂层发生了α-Al2O3到γ-Al2O3的相变;在1 000℃下热震,涂层中形成了较宽的裂纹,涂层抗热震性能明显下降.     

H_2O和Y(O)对NiCoCrAl热障涂层高温氧化的影响

分别利用真空等离子沉积和超音速火焰喷涂技术制备含有Y和含Y氧化物的NiCoCrAl涂层,用差热分析和光学及电子显微镜研究两种涂层在Ar-16.7%O_2,Ar-3.3%H_2O和Ar-0.2%H_2-0.9%H_2O气氛中1100℃时的氧化动力学和断面微观结构,通过第一性原理计算对比在不同气氛中含Y氧化物对涂层氧化的影响机理。结果表明:对于NiCoCrAl+Y涂层,Y倾向于向界面扩散并在界面富集导致Al_2O_3膜生成更多有利于内氧化的孔洞,水蒸气更会对内氧化产生促进作用。而对于NiCoCrAl+Y(O)涂层,由于Y在涂层制备过程中被氧钉扎,导致NiCoCrAl+Y(O)涂层在上述气氛中生成了平直而均匀的Al_2O_3层,不同气氛对其氧化行为影响较小。上述研究进一步揭示NiCoCrAl涂层中活性元素Y的存在状态和氧化气氛中的水蒸气对氧化铝组织结构和生长速率有重要影响。     

稀土锆酸盐热障涂层的相稳定性和界面结合性能研究

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)工艺制备了La2Zr2O7(LZ)、La2Zr2O7-3wt.％Y2O3(LZ3Y)、La2(Zr0.7Ce0.3)2O7(LZ7C3)和6～8wt.％Y2O3部分稳定化的ZrO2(YSZ)四种陶瓷涂层,研究了稀土锆酸盐和YSZ热障涂层的高温相稳定性、涂层结合性能和热循环行为.借助...     

地面燃机涡轮叶片和导向叶片涂层的应用EI

介绍了国外燃用低质柴油的地面燃机一级涡轮叶片及导向叶片防护涂层的抗腐蚀性能 ,肯定了高 Cr- MCr Al X (M=Ni、 Co、 Ni Co,X=Y、 Si、 Hf)涂层防护效果。     

含硅钛阳极的制备及其电催化性能研究

为了研究硅组元对RuO2/Ti阳极电催化活性的影响,采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备了不同成分配比的RuO2-SiO2/Ti阳极,通过电极的析氯电位、析氧电位测试以及循环伏安性能测试,研究了所制备涂层的电催化活性.测试结果表明,在涂层阳极中引入Si可以提高涂层阳极的电催化性能,且Si引入的最佳值为0.1,0.3(摩尔分数).Ru-Si涂层阳极电催化性能提高的原因在于Si的引入可以增加涂层的活性表面积.     

316L不锈钢基体上反应溅射添加YOx粘接层的Y2O3/Er2O3复合涂层的研究

为了研究添加粘接层对复合涂层的影响,采用脉冲反应溅射在316L不锈钢基体上制备了调制周期为700 nm左右(5层)的Y2O3/Er2O3复合涂层,通过调整氧氩比制备了不饱和氧化钇(YOx,x＜1.5)作为粘接层,研究了添加粘接层对复合涂层相组成、组织形貌以及涂层与基底结合情况的影响.X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、结合力及纳米硬度分析结果表明,当氧分压为0.036 Pa制备YO1.401粘接层时,Y2O3/Er2O3/YOx涂层的结合力相比于Y2O3/Er2O3复合涂层,涂层与基体的结合力增大了约60％,纳米硬度增大了近30％,绝缘电阻率测试结果表明,Y2O3/Er2O3/YOx涂层绝缘电阻率在1×109Ω·cm～1×1011Ω ·cm,绝缘性能良好.