工艺方法对Cu—Si和Fe-Si合金高温氧化行为的影响

采用电弧熔炼(CA)和机械合金化(MA)方法制备了不同显微组织的二元Fe-Si和Cu-Si合金,并研究了它们在不同温度下纯O2中的高温氧化行为.动力学分析表明,制备工艺对两种合金高温氧化行为的影响结果截然不同,机械合金化方法提高了Cu-Si合金的抗高温氧化性能但降低了Fe-Si合金的抗高温氧化性能.X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明,两种方法制备的Fe-1Si合金氧化生成了Fe2O3→Fe3O4 FeO→FeO→ FeO SiO2结构的氧化膜;而Cu-1.3Si合金氧化后生成了CuO→Cu2O→Cu2O SiO2→内氧化区结构的氧化膜;虽然两种合金氧化后均生成了富SiO2的混合氧化区,但未形成连续的SiO2保护膜.探讨了晶粒尺寸对合金高温氧化行为的影响机理.     

不同方法制备的Cu-Si合金的高温氧化行为

采用电弧熔炼（CA）和机械合金化（MA）方法制备了不同显微组织的二元单相Cu-Si合金（CACu-0.15Si和MACu-0.15Si,CACu-1.3Si和MACu-1.3Si）,并研究了它们在700℃和800℃纯O2中的高温氧化行为。结果表明,两种方法制备的Cu-Si合金氧化后均形成了富SiO2的混合氧化区,但未形成连续的SiO2保护膜。两种成分的机械合金化Cu-Si合金的氧化速度均小于相同温度下同成分的熔炼Cu-Si合金,这是因为细晶材料及其氧化生成的氧化膜中包含了更多的晶界,为合金各元素及氧的扩散提供了更多的短路扩散通道,使它们扩散速度均有明显提高,SiO2富集区（Cu2O＋SiO2）的快速形成有效地限制了Cu的快速向外扩散。     

晶粒细化对Cu-Si合金高温氧化行为的影响

采用电弧熔炼(CA)和机械合金化(MA)方法制备了晶粒尺寸差别较大的二元单相Cu-Si合金(CACu-0.6Si和MACu-0.6Si,CACu-3.6Si和MACu-3.6Si),并研究了它们在700和800℃纯O2中的高温氧化行为。用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)及带有能谱的扫描电子显微镜(SEM/EDX)等对合金组织、氧化膜形貌及组成等进行观察和分析。结果表明:2种方法制备的Cu-Si合金氧化后均形成了CuO→Cu2O→Cu2O+SiO2(富SiO2)→内氧化区结构的氧化膜,但未形成连续的SiO2保护膜。2种成分的机械合金化Cu-Si合金的氧化速度小于相同温度下同成分的熔炼Cu-Si合金。     

新型Co-Al-W合金高温氧化行为研究

研究了γ′-Co3(Al,W)相沉淀强化的新型钴基高温合金,Co-Al-W抗高温氧化性能。利用SEM、EPMA、XRD等方法研究了新型Co-Al-W合金在800℃和900℃空气中静态氧化增重动力学和抗高温氧化机理,并与镍基高温合金Manaurite900相比较。研究发现,在800℃氧化时,9.8W合金抗氧化能力最强,但在900℃时,9.8W和7.5W合金的增重最大,Manaurite900和10.7W的抗氧化能力最好。合金在2种温度下氧化后,表面氧化膜主要由三层构成,即Co氧化物Co3O4组成的氧化膜最外层,Co、Al、W复杂氧化物组成的中间过渡层及Al和Co氧化物组成的氧化膜最内层。     

粉末包埋法制备镍基高温合金Y-Cr-Al涂层高温氧化行为

本研究在不同的Al含量的条件下应用粉末包埋法制备了Y-Cr-Al涂层,并对其高温氧化行为进行了研究。结果显示：Al含量为2%所生成的涂层为三层结构,Al含量为2.5%,3%所形成的涂层为两层结构。Al含量为2%,3%的条件下涂层主要以α-Cr ,NiAl为主,Al含量为2.5%时生成的涂层富含Cr的NiAl相,许多Cr原子固溶于NiAl相中。Al含量为2%所生成的涂层氧化性能最差,Al含量为2.5%所生成的涂层展现了较为优异的氧化性能。     

Fe-Si合金在600℃不同气氛中的腐蚀

研究了Fe-5Si,Fe-9Si和Fe-13Si合金在600℃下H2-CO2和H2-CO2-H2S两种气氛中的腐蚀行为。结果表明:在两种气氛中,3种合金的腐蚀均遵循近似抛物线规律;并且合金在含S和不含S气氛中的抛物线速率常数数量级分别为10-8和10-10g2·cm-4·s-1。在H2-CO2气氛中合金氧化膜由Fe的氧化物外层、Fe与Si的混合氧化物内层及Si的内氧化区组成;在H2-CO2-H2S气氛中则由层状的FeS外层和FeS+SiO2混合内层组成。两种气氛中合金均没有生成连续的SiO2外氧化膜。气氛中S的加入使合金表面生成了大量的FeS,FeS中较高的离子缺陷浓度为Fe2+向外扩散提供了通道,从而明显增大了合金的腐蚀速率。Si氧化物的生成提高了Fe在两种气氛中的耐腐蚀性。     

带涂层的TiAlNb合金高温氧化行为

研究了带NiCrAlY，TiAlCr及搪瓷涂层的TiAlNb合金分别在800℃和900℃时的氧化行为。结果表明，3种涂层均能在一定程度上对基体合金提供防护，但氧化后，涂层和合金间出现了不同程度的反应和互扩散。氧化时，NiCrAlY涂层发生内氧化，且在NiCrAlY／TiAlNb界面互扩散严重，而界面的某些区域形成的保护性Al2O3虽能有效阻碍氧的内扩散，但也导致涂层从基体表面剥落：TiAlCr涂层表面形成连续Al2O3能对基体提供很好的防护，但涂层／合金界面出现的Nb和Cr的互扩散带可能会影响涂层寿命及基体合金的力学性能。在与TiAl合金接触时，搪瓷变得不稳定，氧化过程中，涂层与合金界面形成一定厚度的反应层，致使涂层与合金间结合力下降。     

合金元素对Co-Al-W合金高温氧化行为的影响

研究新型Co-Al-W合金在800和900℃空气中氧化动力学及元素Mo、Nb、Ta和Ti对合金高温氧化行为的影响。结果表明:在800℃氧化100 h后,Co-8.8Al-9.8W(摩尔分数,%)和Co-8.8Al-9.8W-2Ta合金的质量增加较小,表明其抗高温氧化能力较强;在900℃氧化时,Co-8.8Al-9.8W-2Mo、Co-8.8Al-9.8W-2Nb、Co-8.8Al-9.8W-2Ta和Co-8.8Al-9.8W-2Ti合金的质量增加小于Co-8.8Al-9.8W合金的,表明加入合金元素可以提高合金的抗高温氧化能力;在不同温度下,Co-Al-W合金氧化膜表面出现团聚、开裂和脱落现象;氧化膜分为3层,外层为Co3O4氧化物,中间层为W、Al和合金元素的复杂氧化物,内层为Co和Al的氧化物。从合金氧化动力学曲线来看,在800℃时合金元素增强Co-Al-W合金抗高温氧化能力由强至弱依次为Ta、Ti、Mo、Nb;在900℃时按Ti、Ta、Mo、Nb顺序依次减弱。     

铸造镍基高温合金K35的高温氧化行为

测定了铸造镍基高温合金K35在850-1000℃温度范围内的氧化动力学曲线；并计算出其氧化激活能Qp1=274kJ／mol，Qp2=315kJ／mo1．其氧化动力学曲线都符合抛物线规律．900℃以下，K35合金属于完全抗氧化级；900-1000℃为抗氧化级．X射线衍射、扫描电镜和能谱分析表明，K35合金的氧化膜分为3个区域：外层是性质疏松的Ti及Cr氧化物混合层，并含有少量尖晶石Nicr2O4与NiAl2O4；中间层是性质致密的Cr2O3氧化层；内层(过渡层)是A12O3．     

3种锆合金的高温氧化行为

对Zr-A和Zr-B锆合金在700-1200℃的O_2中进行了等温氧化实验,观察了合金的氧化动力学行为和基体微观结构演变,并与低Sn的Zr-4合金作了对比.结果表明,700—1200℃氧化时,3种锆合金的动力学曲线基本服从抛物线规律,Zr-B合金在700℃氧化1200 s后速率出现转折;800℃时Zr-A和Zr-B合金的氧化速率出现转折;1000℃时3种合金动力学曲线由抛物线变为近似直线;1100℃以上氧化时,动力学曲线呈抛物线规律,未出现转折.在1100℃以上氧化时,合金成分对3种合金的高温氧化性能影响甚微.依据氧化增重数据得到了3种合金在700—1200℃氧化反应的抛物线速率常数K_p的表达式.     

不同方法制备的Cu-Ni合金氧化行为研究

采用电弧熔炼(CA)和机械合金化(MA)技术制备了晶粒尺寸差别较大的Cu-Ni固溶体合金，并研究了它们在800℃空气中的氧化行为。结果表明：MACu-50Ni合金的氧化速率高于CACu-50Ni合金；而MACu-70Ni合金的氧化速率却低于CACu-70Ni合金。合金表面氧化膜外层均是CuO层，但相邻的内层则差别较大，其中，CACu-50Ni，CACu-70Ni和MACu-50Ni合金的内层是Cu2O和NiO的混合氧化物层，而MACu-70Ni合金内层则是较厚且致密均匀的NiO层。晶粒细化促使合金表面氧化膜内层由Cu2O和NiO的混合氧化物层向单一的NiO层转变。     

Thermal Oxidation Behavior of TiNi Alloys

1ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＮｅａｒｅｑｕｉａｔｏｍｉｃＴｉＮｉａｌｌｏｙｓ,ｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｕｎｉｑｕｅｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙｅｆｆｅｃｔａｎｄｓｕｐｅｒｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ,ｈａｖｅｂｅｅｎｇｉｖｅｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｌａｓｔｔｗｅｎｔｙｙｅａｒｓ.ＯｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｃａｔｅｇｏｒｙｏｆＴｉＮｉｐｒｏｄｕｃｔｓｃｏｎｃｅｒｎｓｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｍｅｄｉｃａｌｆｉｅｌｄａｓｔｈｅｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈ…     

纯镁的高温氧化特性研究

通过差热分析法和氧化动力学曲线测定法对纯镁的高温氧化特性作了详细研究,结果表明,纯镁在低温下氧化缓慢,更不会发生燃烧,只有当温度上升至873 K以上近熔点温度范围时,与氧的反应才会剧烈起来,因此建议阻燃镁合金的开发应将重点放在近熔点温度范围内表面保护膜的生成热力学、动力学及其组织结构上,这对阻燃镁合金的进一步发展具有指导意义.     

选区激光熔化AlCoCrCuFeNi高熵合金的高温氧化行为研究

基于选区激光熔化技术制备了AlCoCrCuFeNi高熵合金,研究其显微组织及800、1000和1200℃下的高温氧化行为,采用X射线衍射仪和扫描电镜等方法表征分析了氧化膜的物相组成和形貌特征。结果表明：所制备的AlCoCrCuFeNi高熵合金主要包含bcc相、bcc/B2相和少量的fcc相,显微组织为长直柱状枝晶和等轴胞晶结构组成的非平衡异质结构。AlCoCrCuFeNi高熵合金在3种不同温度下的高温氧化性能优异,氧化动力学曲线基本符合抛物线定律,氧化速率对温度有明显的依赖性,其随着温度的提高而增加,并且氧化反应导致氧化膜中产生了明显的空洞和裂纹,为金属元素的持续扩散提供了通道,加剧了氧化反应,所引起的剥落现象愈加严重,氧化膜主要成分为Cr₂O₃、Al₂O₃和MCr₂O₄尖晶石混合氧化物,较为致密的氧化膜可以有效地抑制基体受到进一步氧化,提高抗氧化性能。     

机械合金化法制备Fe—Si纳米晶合金

研究了机械合金化法制备Fe-Si纳米晶合金,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪对经不同机械合金化工艺条件处理的Fe33Si67混合粉末进行了分析,结果表明：Fe33Si67混合粉末球磨26h后可实现机械合金化。随着球磨持续进行,合金化的粉末和晶粒不断细化,最后可得到Fe-Si纳米晶合金。     

TC4合金热氧化行为的研究

为提高钛合金的表面硬度和耐磨性能,采用表面改性热氧化技术在钛合金表面自生成陶瓷层。用金相显微镜及粗糙度测试仪研究了氧化膜的表面形貌,用显微硬度计分析了试样表面的硬度情况,电子探针研究了涂层成分沿断面分布的情况。结果表明：高温钛合金的氧化层由TiO2和其外表面的一薄层Al2O3所组成,使表面的硬度得到显著的提高。     

溶胶-凝胶法制备HfB2粉体及其氧化行为

以HfCl4、H3BO3、酚醛树脂为原料,通过溶胶-凝胶结合碳热还原法成功制备了HfB2粉体。分别采用XRD和SEM对高温处理后的粉体相组成和微观形貌进行了分析;采用TGA研究了粉体的高温氧化行为。结果表明：处理温度及硼酸浓度的不同会导致产物纯度、颗粒大小的不同,而且高温氧化性能也有所不同。当处理温度为1800 ℃且硼酸含量高于生成硼化铪化学计量比时,产物的纯度较高,颗粒均匀,高温氧化性能较好。对溶胶凝胶结合碳热还原法制备HfB2粉体的反应机制进行了探讨     

不同压制方法所得预制品的发泡性质研究

对冷压法,热压法和挤压法三种方式压制的预制品的发泡性质进行了试验研究.结果表明,在相同的发泡温度下,不同压制方法所得试样发泡效果不同.分析表明,预制品制备方式对其发泡效果和行为有显著影响,挤压法得到的预制品由于颗粒之间结合最紧密,所以其发泡效果最好.