微晶Ni3Al高温氧化的动力学规律

对比研究了Ｎｉ３Ａｌ微晶处理前后在１０００℃氧气中高温氧化的动力学规律。研究结果表明,微晶化处理后,合金氧化速率显著降低,抗氧化性能大大提高;微晶Ｎｉ３Ａｌ氧化动力学规律与Ｗａｇｎｅｒ高温氧化抛物线规律相比,具有明显的负偏差。由于微晶化后形成的氧化膜是微晶,晶界密度极大增加,短路扩散远远大于晶格扩散,根据多维缺陷对氧化动力学的影响规律,并考虑氧化物晶粒长大动力学,推导出微晶氧化动力学服从四次方规律ｘ４＝ｋｐｔ,实验结果与推导结果符合得非常好。     

微晶化对β-NiAl金属间化合物1000℃空气中氧化行为的影响

利用ＴＧＡ，ＸＲＤ，ＳＥＭ对铸造β－ＮｉＡｌ和ＮｉＡｌＹ合金以及溅射ＮｉＡｌ微晶涂层在１０００℃空气中的恒温及循环氧化行为进行了研究，三种的恒温氧化动力学均近似符合抛物线规律，氧化过程中都有相变发生，微晶化能够促使细小，紧密。单一完整的α－Ａｌ２Ｏ３氧化膜形成，同时微晶化与添加稀土元素Ｙ均明显提高循环氧化过程中氧化膜的粘附性。     

微晶化对Ni-5Cr-5Al合金氧化产物的影响

利用磁控溅射在Ｎｉ－５Ｃｒ－５Ａｌ（原子数,％）合金上制备与基体相同成分的微晶涂层,获得的涂层在１０００℃空气进行了氧化实验。结果表明,２００ｈ氧化后涂一成了分层结构的氧化膜：外层为ＮｉＯ和ＮｉＡ１２Ｏ４,内层为连续致密的α－Ａ１２Ｏ３。微晶化使得Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ系三元合金表面生成一层连续Ａ１２Ｏ３所需的Ｃｒ、ＡＬ含量大大降低。     

表面微晶化对Fe3Al抗高温氧化性能的影响

研究了高能量密度等离子体表面微晶化处理对Ｆｅ３Ａｌ在１０００℃空气中氧化动力学及氧化膜结构和性质的影响。结果表明：表面微晶化使氧化物形核率极大提高，形成了薄而致密的微晶氧化膜，缩短了过渡氧化时间，促进了合金中Ａｌ的选择氧化，改善了氧化膜的塑性和粘附性，显著提高了Ｆｅ３Ａｌ的抗高温氧化性能。     

表面微晶化对Fe_3Al抗高温氧化性能的影响

研究了高能量密度等离子体表面微晶化处理对Ｆｅ３Ａｌ在１０００℃空气中氧化动力学及氧化膜结构和性质的影响。结果表明，表面微晶化使氧化物形核率极大提高，形成了薄而致密的微晶氧化膜，缩短了过渡氧化时间，促进了合金中Ａｌ的选择氧化，改善了氧化膜的塑性和粘附性，显著提高了Ｆｅ３Ａｌ的抗高温氧化性能。     

纳米晶Al88Ce2Ni10铝合金的形成

通过晶化法，可以将快凝Ａｌ８８Ｃｅ２Ｎｉ１０非晶铝合金制备成纳米晶合金。纳米晶合金的组织为αＡｌ固溶体和金属间化合物Ａｌ３Ｎｉ及Ａｌ１１Ｃｅ３组成的多相纳米晶结构。在６０３～７７３Ｋ较宽退火温区内，用Ｓｃｈｅｒｅｒ公式计算各晶化相，得到αＡｌ、Ａｌ３Ｎｉ及Ａｌ１１Ｃｅ３的晶粒尺寸分别为３１～３１６、２２～２０７及１９～１６５ｎｍ。结果表明，通过控制热处理条件，可以获得不同晶粒尺寸的纳米晶合金。其中获得晶粒细小、结构均匀超细纳米晶合金的最佳退火温度为第二ＤＳＣ峰值温度附近     

K17F高温合金溅射微晶层的抗高温氧化行为

研究了铸态高温合金Ｋｌ７Ｆ及其溅射微晶（小于０．ｌμｍ）层的高温氧化行为．结果表明，微晶层为均匀的γ相组织，它大幅度提高铸态合金的９００至１０００℃的抗氧化性能，甚至比渗Ａｌ涂层还好在高温下，Ｋ１７Ｆ生成以Ａｌ２Ｏ３为主，含有Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ氧化物的氧化膜，它在氧化过程中易剥落，而溅射微晶层表面只生成单一的α－Ａｌ２Ｏ３膜，具有优异的防护性和粘附性，在５００ｈ的氧化过程中未见剥落．     

K17F高温合金溅射微晶层的抗高温氧化行为

研究了铸态高温合金Ｋ１７Ｆ及其溅射微晶（小于０．１μｍ）层的高温氧化行为。结果表明，微晶层均匀的γ相组织，它大幅度提高铸态合金的９００至１０００℃的抗氧化性能，甚至比渗Ａｌ涂层还好，在高温下，Ｋ１７Ｆ生成以Ａｌ２Ｏ３主为，含有Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ氧化物的氧化膜，它在氧化过程中易剥落，而溅射微晶层表面只生成单一的α－Ａｌ２Ｏ３膜，具有优异的防护性和粘附性，在５００ｈ的氧化过程中未见剥落。     

Pd韧化Ni3Al的微观机制

在对含Ｐｄ的Ｎｉ３Ａｌ合金进行成键特征分析基础上，用已建立的理论模型解释了Ｐｂ韧化Ｎｉ３Ａｌ的微观机制。Ｐｄ在Ｎｉ３Ａｌ中占据Ｎｉ原子位置，其成键电子的离域程度远大于Ｎｉ原子，可有效地削弱共价键的方向性而强化晶界结合力，改善多晶Ｎｉ３Ａｌ的韧性。偏离化学计量比对Ｐｄ韧化Ｎｉ３Ａｌ效果的影响，是因为Ｐｄ－Ｎｉ键较Ｐｄ－Ｎｉ键强。降低Ａｌ含量可增加离域的成键电子数，有利于Ｎｉ３Ａｌ的韧化。     

NiAl微晶涂层对NiAl-TiC复合材料高温氧化性能的影响

研究了磁控溅射ＮｉＡｌ微晶涂层对ＮｉＡｌ－ＴｉＣ（２０％,体积分数）复合材料１０００－１１００℃高温氧化性能的影响。结果表明,ＮｉＡｌ微晶涂层大大提高了ＮｉＡｌ－ＴｉＣ复合材料的恒温及循环氧化性能,降低氧化速率几个数量级,对于ＮｉＡｌ－ＴｉＣ复合材料来说,其表面形成以ＴｉＯ２为主的复合氧化物,而施加ＮｉＡｌ微晶涂层后,其表面氧化物主要是Ａｌ２Ｏ３。     

Ni_3Al基合金的初期氧化速率

用感量为２μｇ的Ｓｅｔａｒａｍ热天平研究了Ｎｉ３Ａｌ及Ｎｉ３Ａｌ－Ｃｒ基合金７００℃～１１００℃的初期氧化行为。Ｎｉ３Ａｌ合金在中温区（７０００℃～９００℃）的氧化,随温度升高初期氧化速率明显增加（氧化５ｍｉｎ）,８００℃及９００℃氧化０．５ｈ后试样的氧化增重低于７００℃的。在温度低于９００℃时,Ｎｉ３Ａｌ－Ｃｒ基合金的氧化增重明显小于Ｎｉ３Ａｌ基合金;高于１０００℃时,其氧化增重明显大于Ｎｉ３Ａｌ基合金的。ＥＤＳ分析表明Ｎｉ３Ａｌ－Ｃｒ基合金表面不出现纯ＮｉＯ相的氧化物区。加Ｃｒ可降低Ｎｉ３Ａｌ的晶格常数,增加原子密堆度,从而阻碍Ｎｉ原子的扩散,降低合金的氧化速率。     

溅射Ni-8Cr-3.5Al纳米晶涂层的抗高温氧化行为

对Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ质量分数,％合金及其纳米晶涂层进行了１０００℃空气中高温氧化研究。结果表明：Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ纳米晶涂层的抗高温氧化性能优于Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ合金。这主要在于Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ纳变涂层表面生成了具有分层结构含一连续α－Ａｌ２Ｏ３内层的氧化膜,而Ｎｉ－８Ｃｒ－３．５Ａｌ合金则生成了由Ｃｒ２Ｏ３内氧化物组成的氧化膜。讨论了涂层氧化膜的生成过程。     

Li对Ni3Al力学性能的影响

本文研究了含微量Ｌｉ的Ｎｉ３Ａｌ合金力学性能，结果发现Ｌｉ能提高Ｎｉ３Ａｌ的屈服强度，适量Ｌｉ能改善Ｎｉ３Ａｌ室温塑性，其断口形貌由Ｎｉ３Ａｌ合金的沿晶断裂变为混晶断裂；但Ｌｉ不能改善Ｎｉ３Ａｌ合金的中温脆性，对Ｎｉ３Ａｌ＋Ｂ合金室温塑性影响也不大。ＸＰＳ研究表明，Ｌｉ偏聚于Ｎｉ３Ａｌ合金晶界。本文给出了Ｌｉ提高多晶Ｎｉ３Ａｌ塑性的初步解释。     

机械合金化Al－Fe－Ni亚微晶合金的性能及热稳定性

测定了机械合金化（ＭＡ）及热静液挤压工艺制备Ａｌ－４．９Ｆｅ－４．９Ｎｉ合金的室温及高温拉伸性能。采用透射电镜观察了４００～５００℃热处理后合金的微观结构。研究结果表明，合金具有较好的高温强度及热稳定性、合金强度和稳定性的改善是由于细小晶粒，以及弥散分布于基体中的Ａｌ＿３（Ｆｅ，Ｎｉ）导致的强化及对晶粒的稳定化作用。经５００℃×２０ｈ热处理后，Ａｌ＿３（Ｆｅ，Ｎｉ）金属间化合物没有明显的粗化。此外，超细晶粒（约０．１５μｍ）使合金产生加工软化，导致变形不均匀性增加，延伸率减少，经热处理后，晶粒长大，加工软化减弱。     

用机械合金化方法制备Ni-Al系金属间化合物

用球磨机分别对Ｎｉ－５０ａｔ．－％Ａｌ和Ｎｉ－２５ａｔ．－％Ａｌ混合粉末进行机械合金化，并对Ｎｉ_３Ａｌ预合金粉末进行高能球磨，观察了粉末的金相组织，测定了粉末的硬度、平均直径和晶粒尺寸，并作了ＸＲＤ物相分析结果表明，经３ｈ研磨，Ｎｉ－５０ａｔ．－％Ａｌ混合粉末变成ＮｉＡｌ金属间化合物，其晶粒直径约５ｎｍ；经５ｈ机械球磨，Ｎｉ－２５ａｔ．－％Ａｌ混合粉末成为无序的亚稳定Ｎｉ固溶体，而Ｎｉ_３Ａｌ预合金粉末由Ｌｌ_２型长程有序金属间化合物转变为ｆｃｃ无序固溶体；球磨更长时间，则形成纳米晶．     

渗铝涂层对Ni3Al—Mo基合金高温氧化的防护作用及机理

采用高活度渗铝工艺在ＩＣ－６（Ｎｉ３Ａｌ－Ｍｏ基）合金表面获得内扩散型渗铝涂层，在氩气环境下对渗铝涂层进行扩散处理。利用光学显微镜、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ、ＸＲＤ分析研究了涂层的成分及组织结构，测定表明，涂层中的钼以Ｍｏ３Ａｌ沉淀相的形式存在。等温氧化及循环氧化实验表明，渗铝涂层的抗高温氧化性能明显优于ＩＣ－６合金；保护性的Ａｌ２Ｏ３氧化膜阻止了钼的氧化物的形成，避免了ＩＣ－６合金在循环氧化中出现的Ｎｉ     

用机械合金化方法制备Ni—Al系金属间化合物

用球磨机分别对Ｎｉ－５０ａｔ．－％Ａｌ和Ｎｉ－２５ａｔ．－％Ａｌ混合粉末进行机械合金化，并对Ｎｉ３Ａｌ预合金粉末进行高能球磨，观察了粉末的金相组织，测定了粉末的硬度、平均直径和晶粒尺寸，并作了ＸＲＤ物相分析。结果表明，经３ｈ研磨，Ｎｉ－５０ａｔ．－％Ａｌ混合粉末变成ＮｉＡｌ金属间化合物，其晶粒直径约５ｎｍ；经５ｈ机械球磨，Ｎｉ－２５ａｔ．－％Ａｌ混合粉末成为无序的亚稳定Ｎｉ固溶体，而Ｎｉ３Ａｌ预合     

微晶化对Ni-5Cr-5A1合金氧化产物的影响

利用磁控溅射在Ｍ－５Ｃｒ－５Ａ１（原子分数,％）合金上制备与基体相同成分的微晶涂层．获得的涂层在 １０００℃空气中进行了氧化实验．结果表明, ２００ ｈ氧化后涂层表面生成了分层结构的氧化膜：外层为ＮｉＯ和ＮｉＡ１２Ｏ４,内层为连续致密的α－Ａ１２Ｏ３．微晶化使得Ｎｉ－Ｃｒ－Ａ１系三元合金表面生成一层连续Ａ１２Ｏ３所需的Ｃｒ、Ａ１含量大大降低．     

渗铝NiAl－20％Fe金属间合金的高温热腐蚀

本文研究了在９５０℃空气中，表面涂Ｎａ_２ＳＯ_４盐膜的条件下，ＮｉＡｌ，ＮｉＡｌ－２０％Ｆｅ及渗铝后的高温热腐蚀行为。在热腐蚀过程中，ＮｉＡｌ合金表面能形成Ａｌ_２Ｏ_３膜，显示出一定的耐蚀性能。但Ａｌ_２Ｏ_３膜易开裂，Ａｌ_２Ｏ_３膜的溶解及开裂会引发合金发生快速热腐蚀；２０％Ｆｅ的加入则使ＮｉＡｌ合金的耐蚀性能显著变差，合金表面不能形成单一的Ａｌ_２Ｏ_３膜；渗铝处理可以明显提高ＮｉＡｌ－２０％Ｆｅ合金的耐蚀性能，且渗铝涂层的耐蚀性能优于ＮｉＡｌ合金，这与铝化物涂层中的Ａｌ含量较高，Ａｌ_２Ｏ_３膜的开裂倾向较小有关。     

渗铝涂层对Ni_3Al－Mo基合金高温氧化的防护作用及机理

采用高活度渗铝工艺在ＩＣ－６（Ｎｉ３Ａｌ－Ｍｏ基）合金表面获得内扩散型渗铝涂层，在氮气环境下对渗铝涂层进行扩散处理．利用光学显微镜、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ、ＸＲＤ分析研究了涂层的成分及组织结构，测定表明，涂层中的钼以Ｍｏ３Ａｌ沉淀相的形式存在．等温氧化及循环氧化实验表明，渗铝涂层的抗高温氧化性能明显优于ＩＣ－６合金；保护性的Ａｌ２Ｏ３氧化膜阻止了钼的氧化物的形成，避免了ＩＣ－６合金在循环氧化中出现的ＮｉＭｏＯ４相的多晶型转变，显著改变了合金的抗循环氧化能力；涂层经１０００℃、３００ｈ等温氧化及１０００℃、１００ｈ循环氧化后，未出现β－ＮｉＡｌ相的分解，可认为涂层具有较强的保护作用。