TiAl合金电弧喷涂Al涂层的高温氧化性能

为了提升TiAl合金的高温抗氧化能力,采用电弧喷涂工艺在TiAl合金表面制备了纯铝涂层,并分别在900℃和1 000℃进行了恒温氧化试验.通过绘制氧化动力学曲线,对比了有无涂层试样的抗氧化性能.运用SEM、EDS、EPMA和XRD分析其氧化前后涂层的微观形貌、成分组成、元素分布和相组成.结果表明：纯铝涂层均匀致密、无裂纹.在900℃空气中氧化100 h后,涂层表面形成了致密的Al₂O₃氧化膜,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.在1 000℃空气中氧化100 h后,涂层表面氧化膜由Al₂O₃和少量TiO₂组成,次表层为TiAl₃相,扩散层为TiAl₂相.电弧喷涂铝涂层提高了TiAl合金的高温抗氧化能力.     

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3/Y_2O_3涂层及其对γ-TiAl合金高温氧化行为的影响

以异丙醇铝((C3H7O)3Al)和硝酸钇(Y(NO)3·6H2O)为原料,用溶胶-凝胶法在γ-Ti Al基合金表面制备Al2O3/Y2O3涂层.研究涂层试样和空白试样900℃时在空气中的长期氧化行为.结果表明:Al2O3/Y2O3涂层降低了该合金的氧化速率,提高了合金的抗氧化能力.对涂层的作用机制进行了探讨.     

电弧离子镀(Ti,Al)N涂层高温氧化形貌分析

利用电弧离子镀在1Cr11Ni2W2MoV不锈钢表面上沉积了(Ti,Al)N梯度涂层,通过用扫描电镜对700℃空气条件下氧化500h试样表面形貌分析来测定其抗高温氧化性能.分析表明:700℃条件下(Ti,Al)N涂层试样表面形成致密完整的Al2O3氧化物层,在200h以后出现少数氧化物颗粒的长大现象.分析认为(Ti,Al)N涂层优良的抗高温氧化性能是由于其特有的成分与结构所致.(Ti,Al)N为陶瓷涂层,氧化时先要发生氮化物的分解,而生成的Al2O3氧化膜不仅可以抑制O、Al等元素的扩散,也会抑制N元素的扩散,使N2在氧化反应界面处富集而降低氧分压,从而会进一步降低氧化速度,少数大氧化物颗粒的出现对涂层的高温氧化性影响甚微.     

Al涂层对Ni基合金高温氧化性能的影响

为了研究Al涂层对Ni基合金高温氧化性能及氧化机理的影响,采用磁控溅射方法在Ni基合金表面制备了Al涂层,在600℃下对涂层进行了真空扩散退火和预氧化处理,并研究了涂层在1 100℃下的高温氧化性能.利用扫描电子显微镜和能谱仪分析了氧化膜的截面形貌及组成.结果表明,Ni基合金氧化动力学曲线近似服从抛物线规律,且合金的氧化增重最大.经过1 100℃高温氧化后,Ni基合金表面形成三层氧化膜,外层为Ni O、Cr_2O_3、Al_2O_3的混合氧化物和少量尖晶石氧化物,中间层主要为Ni的氧化物,内层为Al_2O_3.Al涂层试样的氧化增重相对较小,表明Al涂层在一定程度上提高了Ni基合金的抗氧化性能.     

等离子喷涂复合热障涂层的静态氧化行为

采用等离子喷涂方法，在GH536高温合金基材上制备了传统的双层热障涂层（TBCs）和两种含有Al2O3与ZzO2陶瓷复合层的三层热障涂层，传统TBCs结构为Ni22Cr10AlY合金连接层和8％Y2O3部分稳定的ZrO2陶瓷顶层；三层TBCs分别用了置于陶瓷层内侧及外侧的Al2O3复合层，三种类型试样的100h,1050℃静态氧化试验结果表明：三层涂层较双层涂层的氧化阻力提高，双层涂层的氧化阻力最差，不同复合层形式试样氧化动力学曲线不同，内置复合层的氧化增重最小，氧化阻力最佳。1050℃是氧化增重的临界点，外置复合层试样的氧化增重出现明显增加趋势。     

K4104高温合金Al-Si涂层耐腐蚀性能研究

为提高航空发动机叶片抗高温氧化性能,通过热扩散的方法,在K4104镍基高温合金表面制备了铝化物Al-Si涂层,经1000℃×200 h高温腐蚀氧化性能试验.利用扫描电子显微镜及能谱对涂层进行了表层形貌、截面组织形态观察及成分测试.试验结果表明,K4104镍基高温合金表面Al-si涂层在长时间的高温氧化过程中已转变成完整致密的α-A12O3氧化层和富铝的fl-NiAl和富镍的β-NiAI化合物层,且与基体合金的粘附性良好.改性的铝化物涂层中Si元素的适量加入和合理分布能有效地抑制β相的生长,促进M6C型碳化物的形成,固结了W、Mo等元素,延长涂层的退化速度,使涂层获得更佳的抗高温腐蚀氧化性能.     

纳米晶304不锈钢高温氧化膜中氧元素的XPS研究

利用X-射线光电子谱(XPS)研究普通304不锈钢(CP-SS304)和用深度轧制技术制备块体的纳米晶304不锈钢(BN-SS304)在900℃空气中氧化24h形成氧化膜中氧元素的结合能和原子百分比.BN-SS304和CP-SS304氧化膜表面氧元素以分子态(O0)和离子态(O2-)存在;BN-SS304和CP-SS304氧化膜中O0和O2-的结合能相同;Ar+溅射400s时不存在分子氧,而CP-SS304氧化膜溅射800s时不存在分子氧;从溅射开始至溅射800s,BN-SS304氧化膜中O2-与(O2-+O0)原子数的比值大于CP-SS304,最大差距为8.92％.结果表明,BN-SS304氧化膜表面吸附O2深度较低;BN-SS304氧化膜致密性更好.     

溅射Ni16Co26Cr10Al纳米晶涂层的熔盐热腐蚀性能

利用磁控溅射技术在铸造Ni16Co26Cr10Al合金上溅射了相同成份的纳米晶涂层,以研究晶粒化对高温合金抗高温腐蚀性能的影响.热腐蚀试验在900℃的75%Na2SO4 25%NaCl(质量分数)混合熔盐中进行.结果表明溅射Ni16Co26Cr10Al纳米品涂层由于品粒尺寸细小,促进了保护性氧化物形成元素Al向氧化前沿的扩散,从而促进了保护性Al2O3的快速形成,使得溅射Ni16Co26Cr10Al纳米晶涂层表现出比M38合金更优异的抗热腐蚀性能.     

TC4热浸铝高温氧化性能的研究

通过热浸铝和扩散退火在TC4合金表面制备钛铝合金复合涂层,研究该涂层在850℃和900℃的长时间高温氧化行为。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等技术手段,分析复合涂层在高温氧化前后的微观组织。研究结果显示,复合涂层分为中间层和扩散层,扩散层主要相是TiAl_3和少量Al_2O_3;热浸铝有效提高基体的高温氧化性,850℃循环氧化后试样表面形成一层Al_2O_3保护层,900℃循环氧化后试样表面形成一层由Al_2O_3和TiO_2组成的混合氧化物层。     

溅射Ti涂层的Mg-7Y-2.5Zn-2Si/Al合金电化学腐蚀行为研究

为提高镁合金耐电化学腐蚀性能,研究磷化溅射Ti涂层的Mg-7Y-2.5Zn-2Al和Mg-7Y-2.5Zn-2Si两种镁合金在质量分数为3. 5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀性能.对两种试样进行电化学腐蚀试验,腐蚀后用扫描电镜(SEM)观测镁合金表面形貌,以及使用维氏硬度计对腐蚀后的镁合金进行硬度分析.磷化后溅射Ti涂层镁合金的电化学实验结果表明:含Si镁合金比含Al镁合金腐蚀膜更加稳定紧凑,通过磷化后溅射Ti涂层工艺处理后的镁合金的腐蚀膜与基体的连接性能较好,耐蚀效果提高较为显著.     

HS-31合金Al-Ti共渗及高温性能

对作为燃气机发动机叶片的钴基合金.在海洋环境下的抗高温氧化,特别是抗高温腐蚀能力的提高,作了初步探讨,并采用共渗法使工件表面形成Al-Ti保护涂层.经筛选的工艺处理.渗后的试样不仅抗氧化能力大大提高.而且抗腐蚀能力也提高了30倍以上.     

Al-Si合金Al2O3-ZrO2微弧氧化层生长及性能测试

针对单一Al2O3微弧氧化层不能满足基体Al-Si合金使用要求的问题,采用微弧氧化法在Al-Si合金表面制备了Al2O3-ZrO2复合陶瓷层,研究了涂层的组成、结构及生长过程;测试了涂层的隔热温度.研究结果表明：在Al-Si合金试样表面微弧氧化30 min后,涂层的表面形成＂火山喷射状＂组织形貌,截面由疏松层、致密层、过渡层组成;涂层由-αAl2O3,γ-Al2O3,m-ZrO2和t-ZrO2组成,t-ZrO2为涂层的主晶相,膜层的生长分为匀速生长阶段和缓慢生长阶段;膜层隔热温度可达30℃.     

等离子喷涂改性YSZ涂层耐熔融玻璃腐蚀机制

采用Al2O3、TiO2掺杂改性8％Y2O3-ZrO2(质量分数,YSZ)陶瓷粉末,通过等离子喷涂制备Al2 O3-TiO2-Y2O3-ZrO2(AT+YSZ)热障涂层,1 200℃,保温2 h,对两种涂层进行熔融玻璃腐蚀试验.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度分析仪对AT+YSZ涂层及...     

溅射Al涂层对Ni基合金热腐蚀性能的影响

采用磁控溅射方法在镍基合金表面制备Al涂层并对部分试样进行真空扩散,研究其在900℃空气中涂敷25%NaCl+75%Na_2SO_4(质量分数)盐时的热腐蚀行为.采用SEM/EDX及XRD进行分析,结果表明:无涂层镍基合金形成了疏松、不完整的Cr_2O_3和NiO的混合氧化物,且发生了内硫化;具有Al涂层的镍基合金形成了完整的Al_2O_3和Cr_2O_3的混合氧化膜,并且氧化膜较薄,在一定程度上提高了合金的耐腐蚀性能;扩散退火后形成FeAl相,使涂层与基体具有更好的结合强度,腐蚀24 h后Al_2O_3膜保持完整,具有继续保护作用.     

NiCr-Cr3C2 陶瓷涂层在锌铝腐蚀中的失效分析

运用超音速火焰喷涂技术在304不锈钢沉浸辊上喷涂NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层。将制备后的试样置于600℃铝质量分数为55%的熔融锌铝混合液中,并分析涂层在其中的腐蚀机理和失效过程。采用SEM 观察了原始粉末的形态并对涂层被腐蚀前后的形貌进行对比观察,采用EDS检测了NiCr-Cr₃C₂ 粉末的原始构成以及涂层被腐蚀后其中的元素变化。结果表明,NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层的孔隙率为2.9%,平均结合强度为82.76MPa,显微维氏硬度的平均值为1078.67HV。NiCr-Cr₃C₂ 陶瓷涂层在被沉浸1d后,在涂层中发现了元素构成的变化且有层次区分,NiCr-Cr3C2 涂层失效原因是Ni-Cr基体被Zn溶解,导致了涂层溃散,涂层中的Cr₃C₂也同时失去保护作用,并漂移到Zn-Al熔体中。     

K438高温合金Al-Si涂层的高温氧化表面形貌分析

为提高航空发动机使用寿命,航空发动机涡轮机叶片表面均采用防护涂层技术,以提高基体合金的抗高温氧化腐蚀性能.采用热扩散的方法,在K438镍基高温合金表面制备了Al Si涂层.依据GB/T13303 91标准,对制备了Al Si涂层的K438高温合金进行了1 000℃×500h高温氧化性能试验.用XL 300FEG扫描电镜对氧化后的涂层表面进行观察分析,分析结果表明,K438高温合金表面的Al Si涂层,在高温氧化过程中已转变成连续致密的αAl2O3 氧化膜,该氧化膜无裂纹、剥落发生,可有效地阻止氧原子的渗入.涂层中Si元素的加入,能有效地阻止涂层元素与基体元素的互扩散,起到了扩散障的作用,延长了涂层的退化周期,使涂层获得了优良的抗高温氧化性能.     

生物质锅炉钢材在氯化钾接触条件下腐蚀特性

为了比较不同材料抗腐蚀特性,模拟生物质锅炉过热器区的条件,在550~700℃范围内对生物质锅炉常用的20G、12Cr1MoVG、Super304、SUS316、TP347H、HR3C等钢材进行腐蚀特性对比研究.通过测定试样的增重量,得出腐蚀特性曲线;利用能谱分析仪、扫描电镜和X射线衍射仪对试样腐蚀后的形貌特征、元素质量分数和腐蚀产物的组成进行分析.结果表明,在高温下,常用钢材抗KCl高温腐蚀能力的排序为HR3C>TP347H>Super304>SUS316>12Cr1MoVG>20G;温度和金属表面KCl的附着量对高温腐蚀具有重要影响;KCl高温下可以和合金钢表面镍铬氧化物钝化层反应,直接破坏钝化层的保护作用,从而加速氧化腐蚀的进行.     

水热电泳沉积法制备硅酸钇涂层

以声化学法合成的纳米硅酸钇粉体为原料,异丙醇为溶剂,碘为荷电介质,采用水热电泳沉积方法在SiC-C/C复合材料表面制备出硅酸钇涂层,借助XRD和SEM对涂层的晶相组成、表面和断面的微结构形貌进行了表征,重点研究了水热电泳沉积温度对涂层结构及抗氧化性能的影响.结果表明,涂层中以Y2Si2O7为主晶相,涂层的厚度和致密性随着水热温度的增加而提高;与包埋法制备的SiC涂层相比,水热电泳沉积制备的硅酸钇复相涂层具有更好的抗氧化性能,涂层试样在1 500℃的空气气氛下氧化35 h后失重为0.32×10-3 g/cm3.     

熔融法制备金矿尾砂微晶玻璃及性能测试

以金矿尾砂、方解石为主要原料,添加其它所需原料为硼砂、ZnO、Cr2O3、Sb2O3等,采用熔融法制备CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃.利用硅碳棒炉在1 300℃~1 350℃下保温4h熔制玻璃,熔好的玻璃液浇注在事先预热的不锈钢模具上,成形后放入马弗炉在600℃保温1h退火处理,对玻璃试样热处理得到微晶玻璃样品.采用TG-DSC差热分析仪测定基础玻璃的DSC曲线,确定金矿尾砂微晶玻璃较佳的热处理工艺为:800℃保温2h进行核化处理,890℃保温3h进行晶化处理.通过XRD、SEM等分析手段对试样的物相及微观结构进行了分析,测定制得微晶玻璃的抗折强度、热膨胀系数、体积密度等性能.结果表明:制得金矿尾砂微晶玻璃的主晶相为:辉石和透辉石固溶体,样品的热膨胀系数为69.5×10-7/℃,抗折强度为119.2MPa,体积密度为2.81g/cm3.     

有氧条件下水分对硫腐蚀产物自燃性的影响

以Fe2O3为例,模拟含硫油品储罐中硫化氢气体在有氧条件下的硫化及氧化反应,测定氧化过程中试样温度变化评价硫化产物的自燃性,考察Fe2O3试样含水率对硫腐蚀产物自然性的影响。结果表明,水是影响Fe2O3试样硫化产物自燃性的重要因素;试样含有少量水时自燃性最高,干燥试样或含水率过高硫腐蚀产物的自燃性较小;在相同含水率下,混合气体中氧气体积分数越高,硫腐蚀产物的自燃性越低。