溅射Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层对镍基合金在900℃腐蚀行为的影响

采用真空溅射技术在镍基合金表面沉积Ni11Co26Cr6Al0.5Y纳米晶涂层,研究有、无涂层合金在900℃的75%Na_2SO_4+25%K_2SO_4熔融混合硫酸盐膜中的热腐蚀行为。结果表明:无涂层合金发生腐蚀,生成内氧化物和内硫化物。而Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层在热腐蚀过程中,表面生成Al_2O_3、NiCr_2O_4、Cr_2O_3和NiO氧化膜,仅在近涂层与基体界面区域存在少量Al_2O_3内氧化物。     

等离子喷涂NiCr和Cr_3C_2–NiCr涂层的抗高温氧化性能

采用大气等离子喷涂技术在Q345钢上制备镍铬(NiCr)合金涂层和碳化铬–镍铬(Cr_3C_2–NiCr)金属陶瓷复合涂层,对它们进行了800°C×100 h循环氧化试验。利用X射线衍射仪(XRD)、带能谱的扫描电镜(SEM/EDS)等设备,对比研究了NiCr和Cr_3C_2–NiCr涂层的高温氧化行为,探讨其高温氧化机理。结果表明,等离子喷涂NiCr和Cr_3C_2–NiCr涂层都具有优异的抗高温氧化性能。其中Cr_3C_2–NiCr涂层发生了Cr的选择性氧化,涂层表面及层片界面形成了连续、致密、生长缓慢的Cr2O3氧化膜,该氧化膜有效地抑制了合金元素以及外界氧的扩散,对涂层及基底都具有较好的保护作用。而NiCr涂层表面存在Cr_2O_3氧化膜的选择性分布,局部区域还存在以生长较快的NiO为主的氧化物,氧可以通过该氧化层扩散至涂层内部。因此,Cr_3C_2–NiCr涂层的抗高温氧化性能优于NiCr涂层。     

离子注钇对镍表面氧化膜微观结构与性能的影响

对纯镍及其表面离子注钇样品在1000℃空气中的恒温氧化和循环氧化行为进行了研究。用扫描电镜和透射电镜对表面氧化膜的微观形貌进行了观测。用声发射方法对氧化膜在氧化和空冷阶段的开裂信号进行了实时监测。用激光拉曼谱对含钇和不含钇氧化膜的内应力水平进行了测量。结果表明,离子注钇显著提高了镍的抗氧化性能,其原因是钇降低了NiO氧化膜的生长速率、细化了氧化物晶粒,使氧化膜具有更好的高温塑性及释放膜内应力的能力。此外,离子注钇还减少了氧化膜/基体界面缺陷的数量及大小,因而显著改善了氧化膜在镍基体上的黏附性和保护性。     

Y_2O_3含量对机械合金化Ni-20Cr-2.5Al合金热腐蚀行为的影响

采用机械合金化及热压法制备Ni-20 Cr-2.5Al、Ni-20 Cr-2.5 Al-0.8 Y2O3和Ni-20 Cr-2.5Al-3Y2O3高温合金,研究了不同含量Y2O3对Ni-20 Cr-2.5 Al合金在900℃空气中热腐蚀行为的影响。结果表明:Ni-20 Cr-2.5 Al合金在高温热腐蚀的实验初期有氧化膜剥落现象发生,而Ni-20 Cr-2.5 Al-0.8 Y2O3和Ni-20 Cr-2.5Al-3 Y2O3两种合金变化比较轻微;三种合金在氧化初期氧化增重比较明显,后期增重缓慢,涂有盐膜的Ni-20Cr-2.5Al合金的氧化增重最大,Ni-20Cr-0.8Y2O3合金次之,Ni-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金的氧化增重最小。热腐蚀后三种合金表面的腐蚀膜分为两层,氧化膜外层主要由Al2O3组成,内层主要由靠近基体的Cr2O3组成,且Cr2O3腐蚀膜的厚度很薄。Y2O3的添加能够起到净化界面的作用,不仅提高了界面结合强度,也使得Al2O3保护膜具有更微小的晶粒,因而提高合金的抗热腐蚀性能。     

含镍合金钢用Mg-Al-O高温防护涂层作用机理研究

采用空气喷涂法在SPA-H含镍合金钢表面制备了Mg-Al-O高温防护涂层,研究了涂层对SPA-H合金钢的高温氧化行为及氧化皮粘附性的影响。采用金相显微镜对喷涂样和空白样的剖面和表面形貌进行表征,采用SEM和EDX分析氧化皮中元素分布,研究Mg-Al-O涂层的作用过程和防护机理。结果表明:涂层可以大幅度提高SPA-H合金钢高温耐氧化腐蚀能力,在1 100℃、1 200℃、1 250℃下恒温2 h,降低氧化烧损分别为47.2%、41.3%、41.5%。涂层在钢坯表面和基体生成的氧化皮发生反应,生成尖晶石结构,抑制阳离子扩散速率。同时通过减少基体和涂层界面处Ni、Cr氧化物的生成量,改善热轧前氧化皮的剥落性能,提高后期产品表面质量。     

电弧离子镀NiCrAlY涂层在900℃的高温氧化行为

通过对镍基单晶合金和NiCrAlY涂层进行在900℃的氧化动力学曲线测定及组织形貌观察,研究了电弧离子镀NiCrAlY涂层对镍基单晶合金高温氧化行为的影响。结果表明,在高温氧化期间,镍基单晶合金发生明显的氧化、内氧化和内氮化,在表层为Al2O3、Cr2O3的混合氧化物;镍基单晶合金经电弧离子镀NiCrAlY涂层,可有效改善合金的抗氧化性能;涂层在900℃氧化动力学质量增加曲线遵循抛物线规律,其形成的Al2O3氧化膜氧化期间不发生明显的剥落。     

Ni-纳米WC复合镀层结构与性能研究

通过恒流电沉积制备Ni镀层和Ni-纳米WC复合镀层,利用扫描电镜和X射线衍射仪,并通过浸泡腐蚀实验和高温氧化实验,研究纳米WC颗粒对Ni镀层的微观形貌、物相结构、耐蚀性能和抗高温氧化性能的影响。结果表明,纳米WC颗粒使Ni镀层表面平整性明显改善,组织结构趋于完整且致密,镀层的耐蚀性能和抗高温氧化性能得到了提高;与Ni镀层相比,Ni-纳米WC复合镀层表面平整、结构致密,同等条件下的腐蚀速率和氧化增量均较低,表现出良好的耐蚀性能和抗高温氧化性能。     

镍基高温合金用 AlSi/AlSiY涂层抗高温氧化性能研究

采用热浸镀的方法，在镍基高温合金 DZ125样品表面制备 Al、AlSi和 AlSiY三种不同的铝化物涂层，研究 1 000 ℃时涂层的抗高温氧化性能。利用扫描电子显微镜（SEM）以及能谱仪（EDX）对合金涂层的形貌以及元素成分分布进行观察分析。研究结果表明：在高温环境下， Al元素快速与氧反应生成氧化铝层。由于元素之间的相互扩散，纯 Al涂层中的 Al元素快速消耗，导致整个涂层的快速失效。 AlSi和 AlSiY涂层由于 Si富集层的形成，有效地阻止了元素的互扩散，提高了涂层的抗氧化性能。 AlSiY涂层中 Y元素的添加， Si富集层更加均匀致密，并且 Y与 Si、Cr、Mo电负性差值较大，更易形成稳定化合物，极大提高了涂层使用寿命。 AlSiY涂层的抗高温氧化性能更优于纯 Al和 AlSi涂层。     

等离子熔覆镍基涂层抗氧化性能的研究

采用预置式等离子熔覆方法在45钢表面制得Ni60以及Ni60+WC复合涂层,借助扫描电镜、能谱和X-射线衍射仪研究涂层的抗高温氧化性能。结果表明,在氧化膜形成的初期,氧化速率主要由氧的内扩散所控制,在氧化膜形成的后期则以Cr3+的扩散为主;涂层氧化膜的主要成分为SiO2和Cr2O3,其中Ni60+WC涂层表面的氧化膜中还有少量尖晶石结构相NiCr2O4。涂层的抗氧化性由涂层的成分和组织共同决定,WC颗粒的加入对涂层的抗氧化性有所提高。     

电沉积纳米晶镍涂层的微结构与性能

采用电沉积法制备了纳米晶镍涂层，讨论了镀液中硼酸浓度对涂层晶粒尺寸的影响，并分别分析了显微硬度与平均晶粒尺寸、磨损体积及摩擦因数的关系。测试了微晶和纳米晶镍涂层的抗高温氧化性。结果表明：当硼酸在镀液中未达到饱和之前，镍的晶粒尺寸随硼酸浓度的增加而减小；当晶粒尺寸在8～20nm范围时，随着晶粒尺寸的减小，涂层的显微硬度增大，滑动摩擦因数和静摩擦因数均有所减小．耐磨性能提高，抗高温氧化性能增强。     

钒含量对磁控溅射TiAlVN薄膜性能的影响

采用磁控溅射法在不同V靶功率下制得一系列不同V含量的TiAlVN膜。通过能谱分析、X射线衍射、硬度测量和高温退火研究了V原子分数对Ti Al VN膜成分、晶相结构、硬度和抗高温氧化性能的影响。结果表明，不同V含量的TiAlVN膜均为面心立方结构，呈TiN(111)面择优取向。随V原子分数的增大，TiAlVN膜的硬度增大，抗高温氧化性能变差。当V原子分数为16.96%(即磁控溅射的V靶功率为60 W)时，TiAlVN膜的硬度最高(为31.67 GPa)，抗高温氧化性能较好。     

镍基高温合金陶瓷涂层的制备及性能表征

以Cr2O3粉、玻璃料及黏土为原料制成料浆,通过喷涂将其涂覆在镍基高温合金GH44的表面,采用热化学反应法于1050°C保温10min,熔烧制备出高温陶瓷涂层。通过扫描电镜和X射线衍射分析了高温陶瓷涂层的表面和截面形貌以及相组成,对涂覆陶瓷涂层的镍基合金的抗热震性能、抗氧化性能以及高温疲劳性能进行了测试。结果表明,陶瓷涂层结构致密,与基体结合牢固,具有良好的抗热震性能。涂覆陶瓷涂层的镍基合金其高温抗氧化性相对于基体提高了6倍以上,其高温疲劳性能明显改善。     

负偏压对磁控溅射镀镍薄膜组织结构的影响

采用磁控溅射技术在钼圆片基体表面制备了镍薄膜,并用扫描电镜、平整度仪和X射线衍射分析仪对其进行了表征。研究了不同负偏压对薄膜附着力、微观结构、平整性、晶粒取向以及大小的影响。结果表明,随负偏压增大,薄膜与基体结合力明显增强;适当的负偏压能改善薄膜表面致密性和平整性,在450 V时达到最优。但当负偏压进一步升高到600 V时,镍膜的表面起伏反而变大,平整性有所下降。负偏压对镍膜晶面生长的择优取向影响并不明显,而晶粒尺寸随负偏压增加呈增大的趋势。     

Y2O3掺杂对17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷高温氧化性能的影响

氩气气氛保护下采用气压烧结技术制备掺杂Y2O3的17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极,在电解温度(960℃)下,对材料进行抗高温氧化性能研究.采用SEM分析材料及氧化产物的各物相分布情况、氧化形貌,并利用XRD进行成分分析.结果表明,金属陶瓷阳极的氧化动力曲线均大致符合抛物线规律;掺杂适量的Y2 O3对金属相的分散有一定作用,并能有效抑制烧结试样及氧化物的孔洞生成,从而显著改善该金属陶瓷的抗高温氧化性能,其中,当Y2 O3掺杂量为0.5％时,材料抗高温氧化性能最好,30 h后单位面积氧化增重量仅为10.6591 mg/cm2.     

热喷涂镍-铬基涂层的高温氧化性能

为了提高钢体结构材料的高温氧化性能,采用超音速电弧喷涂技术和微弧等离子喷涂技术,在45钢基体上分别制备了Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层,对45钢基体、Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层进行了1100℃高温氧化实验,采用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法研究了涂层的氧化性能.结果表明,Ni-Cr基涂层和Ni-Cr/ZrO2复合梯度涂层高温氧化后,表面组织结构致密,与45钢基体相比,具有更优良的抗高温氧化性能.     

Ni-ZrO2纳米复合电铸层抗高温氧化性能的研究

通过间歇式抗高温氧化实验,建立了纯镍电铸层和N i-ZrO2纳米复合电铸层高温氧化动力学模型,分析了电铸层表面和横截面的形貌,测定了电铸层的组织结构。结果表明,N i-ZrO2纳米复合电铸层抗高温氧化性能明显优于纯镍铸层,复合电铸层表面生成的氧化膜晶粒细小且致密,并且该氧化膜较薄,产生的内应力较小,与复合电铸层的黏附性较好。     

管式氧化石墨烯复合分离膜的制备及其液体分离性能的研究

首先利用热涂敷的方法在多孔氧化铝管式载体上制备纳米二氧化硅涂层,从而改善氧化铝管的孔尺寸及表面粗糙度。再采用抽真空的方法在修饰后的载体上制备氧化石墨烯分离膜。使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)对氧化石墨烯、二氧化硅涂层及复合分离膜进行了的结构及形貌表征。结果表明,采用二氧化硅修饰后的载体有利于获得致密的石墨烯膜。将所制备的氧化石墨烯膜用于染料和盐的水溶液分离研究,实验结果表明氧化石墨烯膜对甲基橙、亚甲基蓝和罗丹明B的截留率达到99%以上,对水的渗透通量达到0.5 kg/(m2*h*bar)。连续渗透实验结果表明,制得的氧化石墨烯膜在30 h后渗透性能达到稳定,连续运行100 h后,膜的选择性以及渗透通量基本上保持不变,说明制备的氧化石墨烯膜具有良好的稳定性。     

不同Y2O3质量分数对机械合金化Ni-20Cr合金高温氧化行为的影响

采用机械合金化和热压法制备了Ni-20Cr、Ni-20Cr-0.8Y2O3和Ni-20Cr-3Y2O3 3种合金,并研究了不同的Y2O3质量分数在1000℃空气中对机械合金化Ni-20Cr、机械合金化Ni-20Cr-0.8 Y2O3和机械合金化Ni-20Cr-3Y2O3 3种合金高温氧化行为的影响。结果表明：机械合金化...     

退火处理对TiSiCN、TiCrSiCN及CrSiCN涂层结构和机械性能的影响

用等离子体增强磁控溅射(PEMS)方法制备了Ti Si CN、Ti Cr Si CN和Cr Si CN涂层,并在空气中进行700°C退火处理。利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪表征了退火处理前后涂层的断面形貌、成分和微结构。研究了退火处理对3种涂层的硬度、韧性和膜基结合性能的影响以及它们的高温抗氧化性能。结果表明:退火处理后,Ti Si CN涂层表面形成了一层均匀且较厚(1.50μm)的富氧层;Cr Si CN涂层的氧化层不均匀且富氧层较薄(0.50μm);Ti Cr Si CN涂层较致密,未检测到氧化物存在。3种涂层的韧性和硬度在退火后都出现不同程度的降低,硬度分别降低了20 GPa(Ti Si CN涂层)、9 GPa(Cr Si CN涂层)和5 GPa(Ti Cr Si CN涂层)。退火后,Ti Si CN涂层与基体的结合性能有较明显的提高,Ti Cr Si CN涂层的膜基结合性能变化不大,Cr Si CN涂层的结合性能则出现一定减弱。Ti Si CN和Cr Si CN涂层的脆性氧化层易产生分层和剥离,而Ti Cr Si CN涂层表现出最佳的高温抗氧化性能。     

电子连接器表面锡层高温焊接变色原因分析

通过实验验证了不同环境及电镀条件对纯锡高温变色的影响。采用俄歇电子能谱仪(AES)分析变色试样的表面元素组成,以确认变色的可能原因和改进方向。排除了有机物析出以及底层金属扩散形成Sn–Ni合金这两种情况对锡层变色的影响,确定了表面氧化是锡层变色的主要原因,并且变色程度随氧化膜厚度增大而加深。提出了改善锡层抗高温变色性能的几项措施。在镀锡前,镀普通镍后电镀一层高温镍,可使变色率降至零。