铌及铌合金高温涂层研究进展

铌及铌合金以其熔点高、耐腐蚀和良好的高温强度成为重要的高温结构材料.但高温抗氧化性能较差是制约其应用的关键问题.论述了铌及铌合金高温抗氧化涂层的研究进展.分析了研究中面临的问题,并提出了解决途径.     

铌合金表面高温抗氧化涂层

介绍了铌合金表面高温抗氧化涂层的4大体系--耐热合金涂层、铝化物涂层、硅化物涂层和贵金属涂层的组成、特点及制备条件.我国研究人员围绕飞机发动机涡轮叶片和火箭发动机燃烧室及尾气喷管用铌合金的防护进行了大量研究工作,研制的高温抗氧化涂层已经用于49kN推力发动机铌合围裙和姿态控制铌合金喷管.通过研究认为,PVD和传统熔烧工艺相结合的新工艺及纳米涂层技术是今后铌合金表面高温涂层制备的研究方向.     

铌基合金抗高温氧化研究进展

铌基合金由于其高熔点、低密度和优良的综合机械性能而可能成为替代镍基单晶高温合金的首选材料,但抗高温氧化性能差是制约其应用的关键问题.从合金化、晶粒细化和高温涂层3个方面综述了铌基合金抗高温氧化的防护,并分析了研究中面临的问题.     

抗高温氧化合金的研究进展

首先指出高温氧化的一般概念，然后全面介绍了抗高温氧化合金设计的现状，并对各种抗高温氧化的途径进行了详细的分析，最后对其未来发展方向进行了展望。     

铌基合金的抗高温氧化性研究

综述了铌基合金抗高温氧化性研究的现状，并且对铌基合金抗高温氧化性研究的进展及存在的问题进行了阐述，提出了解决铌基合金抗高温氧化问题的可能途径。     

高温铌合金的最新进展

铌是密度最小的一种难熔金属,80年代中期以来重新引起人们的关注,因为它是飞机和宇宙飞船推进系统用的性能良好的高温结构材料,尤其是在1100～1150℃的使用温度下,它比单晶或氧化物弥散强化的镍基超合金好得多。但是,将铌基合金用于现代喷气发动机中的主要障碍是氧化问题,目前用作先进军用喷气发动机加力燃烧室风门的C—103(Nb—10Hf-1Ti—0.7Zr)铌合金必须施加防止氧化的硅化物涂层。     

新型铌合金研究进展

高强铌合金具有比重小、强度高、韧性好、易焊接等优点,是制造高性能航空航天飞行器高温部件的重要材料,研究者通过碳化物强化、高温固溶淬火、大变形挤压、时效和热机械处理等方法研制出系列高强铌合金。航空航天高温结构件减重是研究新型铌合金的一个重要方向,选用密度为6～7．2g／cm^3的系列低密度铌合金,无涂层可在700℃以下工作,加涂层可在1200℃以下工作。铌硅复合材料有望成为在1350℃以上工作的航空发动机叶片材料,研究者通过前期研究筛选出多元Nb-Si-Ti-Al-Cr-X合金作为满足高温应用要求的新型铌合金的研究方向,揭示了铸态显微结构、热处理和热变形（热压、挤压、锻造）条件和机械性能,还研究了Al,Mo,B等合金元素对Nb-Si-Cr系合金抗氧化性能的影响。     

新型铌合金研究进展

高强铌合金具有比重小、强度高、韧性好、易焊接等优点,是制造高性能航空航天飞行器高温部件的重要材料,研究者通过碳化物强化、高温固溶淬火、大变形挤压、时效和热机械处理等方法研制出系列高强铌合金。航空航天高温结构件减重是研究新型铌合金的一个重要方向,选用密度为6~7.2 g/cm3的系列低密度铌合金,无涂层可在700℃以下工作,加涂层可在1 200℃以下工作。铌硅复合材料有望成为在1 350℃以上工作的航空发动机叶片材料,研究者通过前期研究筛选出多元Nb-Si-Ti-Al-Cr-X合金作为满足高温应用要求的新型铌合金的研究方向,揭示了铸态显微结构、热处理和热变形(热压、挤压、锻造)条件和机械性能,还研究了Al,Mo,B等合金元素对Nb-Si-Cr系合金抗氧化性能的影响。     

钼及钼合金表面高温抗氧化涂层研究现状

钼合金作为新一代重要战略意义的稀有金属,现已广泛应用于冶金、石油、机械、化工、航空航天、核工业等诸多领域,但钼合金在高温环境下易氧化影响了其在航空航天领域的应用。综述了应用于钼及钼合金基体上的金属间化合物、贵金属、耐热合金高温抗氧化涂层体系的不同特点,总结了涂层的不同制备方法并进行了分析对比,展望了国内外钼及钼合金高温抗氧化涂层研究发展趋势,对目前涂层存在的问题及研究现状进行了深入的分析与概述。     

Nb掺杂对Ti-Al合金化层抗高温氧化性能的影响

为提高钛合金TC4的抗高温氧化性能,采用激光表面合金化技术在钛合金表面制备不同Nb掺杂量的Ti-Al合金化层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、箱式电阻炉等对合金化层的组织结构和高温氧化行为进行分析测试。结果表明,合金化层主要组成物相为TiAl以及少量的Ti_3Al相。Nb主要以置换溶质原子的形式固溶于合金化层中。合金化层组织均匀,与基体呈典型的冶金结合,在不含Nb的Ti-Al合金化层中发现大量的表层裂纹及少量的贯穿性裂纹,而在Nb掺杂的合金化层中未发现明显的宏观裂纹。合金化层在800℃保温1000h的氧化增重显著低于基体,表现出优异的抗高温氧化性能。相比而言,随着Al含量和Nb掺杂量的提高,合金化层的抗高温氧化能力也随之提高。Nb掺杂提高Ti-Al合金化层抗高温氧化性能的作用机理包括减少TiO_2中的空位缺陷、细化氧化物颗粒及促进Al_2O_3的形成。     

纳米Cr2O3粉体的制备及表征

以Cr（NCh）3·9H20;氨水和乙醇为原料,采用沉淀法在不同温度下合成了纳米Cr2（h粉体,并运用场发射扫描电镜、X射线衍射、熟重一动态差热分析、红外光谱等手段对粉体进行表征。结果表明,Cr（OH）s雀450＂C已经生成Cr2O3,经过800℃烧30min．可获得平均粒径为70-100nm的Cr2O3粉体。     

Nb-Si基合金高温抗氧化研究进展

Nb-Si基合金具有适中的密度和超高的使用温度,是下一代发动机叶片及高温热端部件的有力竞争者之一,但Nb-Si基合金的高温抗氧化性能不足限制了其应用。主要综述了合金化和硅化物涂层在Nb-Si基合金中的研究进展。在此基础上着重综述了掺杂不同合金元素对Nb-Si基合金中硅化物、抗氧化相和氧化膜的影响,包括提升硅化物相高温氧化能力、促进Al2O3和Cr2Nb形成以阻碍氧原子扩散、通过稀土元素形成黏附性特别高的氧化物以防止氧化层脱落等方面。除此之外,综述了硅化物涂层(MoSi2和NbSi2)的研究进展,包括可通过降低硼硅酸盐的黏度和致密的SiO2薄膜提高Nb-Si基合金的抗氧化性能,并介绍了元素改性硅化物涂层提升SiO2流动性的效果。最后,对该方向的研究进展进行了总结,并对其发展前景和主要发展方向进行了展望。     

TiAl金属间化合物高温抗氧化研究进展

TiAl金属间化合物以其密度低，熔点高及高温强度较高而成为重要的结构材料，并应用于诸如汽车，飞机发动机部件，然而，其高温下抗氧化性能不足是亟待解决的关键问题之一，从TiAl高温氧化机理，添加合金元素作用以及表面技术的应用三个方面，论述了TiAl高温抗氧化研究进展，讨论了等离子渗Nb大幅度改善TiAl高温抗氧化性能的作用机制。     

RE-Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的抗高温氧化性能

目前对单金属及其合金镀层研究较多,而对RE-Ni-W-P-SiC复合镀层,尤其是对镀层的抗高温氧化性能研究较少.采用氧化增重法和X射线衍射法研究了RE-Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的抗高温氧化性能.结果表明:脉冲复合镀层的抗高温氧化性能比直流复合镀层优异;脉冲复合镀层在800℃以下氧化增重不大,稳定性较好,800℃以上,氧化膜增重迅速;不同脉冲频率和占空比对镀层的抗氧化性能有较大的影响:在f=33 Hz,r=0.4或r=0.6处镀层的抗高温氧化性能较好;随着热处理温度的升高和时间的延长,镀层的非晶态形态逐渐减弱,向晶态转变,Ni3P相的衍射峰逐渐加强,且不断出现新相的特征峰.RE-Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层具有较好的抗高温氧化性能.     

碳/碳复合材料高温抗氧化涂层研究进展

介绍了碳／碳复合材料抗氧化涂层的基本要求和近年来抗氧化涂层的研究进展，讨论了目前抗氧化涂层中存在的主要问题。对于碳／碳抗氧化涂层的研究方向，也作了简要的阐述。     

炭材料高温抗氧化研究进展

综述了炭材料的氧化行为、抗氧化方法及其研究进展,并对炭材料高温抗氧化的未来研究重点进行了分析.