舰船高温防护涂层技术研究进展

高温防护涂层在舰船高温部件尤其是动力系统部件上能够发挥重要作用,保护其在海洋环境中避免发生氧化和腐蚀。本文简要介绍了舰船高温防护涂层的性能特点、分类及等离子喷涂、激光熔覆、渗铝等耐高温涂层制备方法。     

K3合金复合涂层高温防护性能研究

采用电弧离子镀技术在K3镍基高温合金基材上分别沉积NiCrAlYSi涂层和NiCrAlYSi AlYSi沉积-扩散型复合涂层,研究两种涂层在1100℃下的高温氧化行为和900℃下的燃气热腐蚀行为.结果表明,NiCrAlYSi AlYSi复合涂层具有比单一的NiCrAlYSi涂层更加优良的抗高温氧化性能,而NiCrAlYSi涂层的抗燃气热腐蚀性能则优于NiCrAlYSi AlYSi复合涂层.     

高温合金微晶涂层研究之进展

高温合金微晶涂层（晶粒尺寸＜1μm）是最近发展起来的一种全新的高温合金防护涂层。与传统的扩散型铝化物涂层、MCrAlY包覆涂层及YO3稳定的ZrO2陶瓷涂层（它们的特点是涂层与基体是由不同材料组成）完全不同，它可以采用与基体合金成分完全相同的微晶化合金进行自防护。这种涂层不仅具有良好的抗静态与循环氧化性能，而且与基体具有良好的相容性，从而避免了传统涂层由于长期使用后，涂层与基体间的互扩散引起的孔洞及形成的有害相等。     

DZ125合金HY3涂层防护性能研究

研究了ＤＺ１２５合金ＮｉＣｒＡｌＹＳｉ防护涂层抗氧化抗腐蚀性能。试验表明，在１１００℃循环氧化加速试验条件下及１０５０℃循环氧化长寿试验中，涂层对合金起到了很好的防护作用，在９００℃燃气热腐蚀条件下，ＮｉＣｒＡｌＹＳｉ     

GH3030合金NiCrAlYSi涂层的高温防护性能

采用等离子喷涂法制备的航空发动机涡轮部件不能满足抗高温和热腐蚀需求。采用真空电弧离子镀技术(AIP)在GH3030镍基高温合金上制备170～180μm厚的NiCrAlYSi涂层,研究了该涂层700℃下的高温氧化行为和760℃下的燃气热腐蚀行为。结果表明:经过长时间的氧化,NiCrAlYSi涂层表面形成了以Al2O3,Cr2O3为主的氧化膜,提高了其抗高温氧化性能;经过760℃,100h燃气腐蚀试验后,NiCrAlYSi涂层主要由Ni3Al和α-Cr相组成,NiCrAlYSi涂层明显改善了GH3030合金的抗低温热腐蚀性能。     

Ta合金高温防护涂层研究

使用料浆熔烧工艺在Ta-10W合金表面制备了Si-Cr-Ti-W系统的硅化物涂层。分析认为,涂层由二硅化物和硅基共熔体组成。在结构上由外表面保护膜、主体层以及界面内层三部分构成。保护膜在高温下阻止氧向基本的浸渗,减少与硅的化学反应,使主体层保持较高的硅含量。内层有助于释放涂层积聚的内应力,保持良好的界面结合。高温性能测试结果表明,在1800℃高温下抗氧化寿命超过2.5h,使该温度到室温的热循环达80次。     

电弧离子镀NiCoCrAlYTa涂层制备及其高温防护性能研究

为进一步提升高温合金材料的服役性能,利用真空阴极电弧离子镀技术在DZ22B高温合金上沉积NiCoCrAlYTa涂层,研究涂层对基材力学性能的影响和高温性能等.采用扫描电镜观察膜层表面和截面形貌,用X射线衍射仪分析涂层的物相组成,用万能试验机检测室温拉伸性能和高温光滑持久强度性能.结果表明:所沉积的NiCoCrAlYTa...     

高温防护涂层研究进展

高温防护涂层在防止航空涡轮发动机抗高温腐蚀以及延长发动机寿命方面起着越来越重要的作用。电子束物理气相沉积和等离子喷涂是目前制备高温涂层的两种最重要方法。本文综述了高温涂层国内外研究的进展,介绍了几种新型高温防护涂层,讨论了涂层使用的局限性及其发展前景。     

磷化层高温耐腐蚀的研究

对磷化防护层在较高温度的除氢、涂装等处理后其耐腐蚀能力下降的机理进行了分析,并对不同种类、厚度及后处理方案所得到的磷化层的耐蚀性能进行了对比性试验研究.结果表明,一般的磷化工艺技术在高温和某些特定条件下均存在明显不足之处,而使用本研究的工艺方案可获得满意的耐蚀性效果.     

电刷镀镍钨合金层的抗高温软化性能

传统的快速刷镀镍层已不能满足工件高温服役的需要,为此,在镀镍液中加入钨酸钠制备了具有较强抗高温软化能力的镍钨合金镀层,对快速镍镀层和镍钨合金镀层进行加热保温,对比研究了温度对2种镀层表面形貌、硬度的影响。结果表明:在室温下两者都具有较高的硬度,达550HV左右;当加热到100℃时硬度达到最高值,约为600HV;600℃时,快速镍镀层的硬度只有180HV,而镍钨镀层的硬度仍可达到380HV左右。快速镍液中加入钨酸钠等制备的镍钨合金镀层具有较强的抗高温软化能力。     

锌件表面铈盐转化及膜层的耐蚀性

已有的镀锌件铈盐转化工艺含有过氧化氢,导致钝化性能不稳定,难以工业化应用。采用由硝酸铈和六偏磷酸钠为主盐的转化液,在温度35℃,pH值1．3下处理5min,在锌件表面制备了一种彩色铈盐转化膜。结果表明：无定形结构转化膜主要由64．25％Zn,24．82％0,8．11％P和2．24％Ce组成,其耐中性盐雾腐蚀时间超过144h;铈盐转化膜使锌件腐蚀电位正移了0．14V,腐蚀电流密度减小约10倍,耐蚀性明显增强。     

镁合金微弧氧化膜的耐蚀性及其在腐蚀介质下的磨损行为

在硅酸盐电解液体系中,采用电流密度为40mA/cm2的脉冲电流模式对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,在其表面获得均匀的陶瓷膜层。随后对膜层的形貌、耐腐蚀性及其在腐蚀介质下的摩擦磨损行为进行了研究;结果表明:微弧氧化膜具有双层结构(疏松层和致密层),表面均匀,局部有裂纹;微弧氧化处理提高了镁合金的耐腐蚀性,经微弧氧化处理后试样的自腐蚀电位升高了94mV;在腐蚀环境下,膜层的耐磨性会降低,膜层磨损的机理随载荷大小不同而改变,小载荷时主要是磨粒磨损,高载荷时主要是结合力破坏而导致的剥层磨损。     

粉煤灰复合涂层腐蚀磨损性能研究

采用粉煤灰为主要原料,在Q235钢基体上制备了热化学反应型复合涂层,分别利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对涂层进行物相分析和截面形貌观察,并模拟了复合涂层在石油介质中的腐蚀磨损行为。XRD分析结果表明,有Na2B4O7、TiB2、NaB15和Al6O13Si2等新相生成,获得了玻璃/陶瓷复合涂层;由SEM观察可知,界面处结合紧密,涂层致密且孔隙率低;热震实验结果表明,粉煤灰复合涂层热震次数达50次以上,结合强度良好;石油介质腐蚀磨损实验表明,在200r/min、300r/min和400r/min的条件下,复合涂层的抗腐蚀磨损性能分别为基体的2.74倍、2.78倍和1.80倍。     

用溶胶-凝胶法制备保护涂层的研究进展

溶胶-凝胶(Sol-gel)法用于金属及合金表面制备保护涂层可明显提高材料在各种环境下的耐蚀性、抗高温氧化性、耐磨性等性能,从而扩大金属及其合金的应用范围.介绍了Sol-gel涂层的制备技术、涂覆工艺以及涂层热处理的一般原理及特点,总结了该技术制备保护涂层的应用现状及最新研究进展,讨论了制备单组分氧化物涂层如ZrO2涂层、SiO2涂层、CeO2涂层、Al2O3涂层、TiO2涂层,双组分氧化物涂层如ZrO2-CeO2涂层、SiO2-ZrO2涂层以及多组分氧化物涂层的制备方法及涂层对基体材料的保护作用,并对其保护机理进行了初步探讨.     

耐高温防腐隔热涂料的制备与性能

耐高温防腐隔热涂料在石化管道领域具有重要的应用。文中以环氧改性有机硅树脂为基料,通过复配具有优异隔热性能的空心玻璃微珠、低温熔融玻璃粉、润湿分散剂、消泡剂等制备了一种至少耐500℃高温的防腐隔热涂料。利用扫描电子显微镜、热导分析、电化学阻抗谱,研究了不同颜基比、空心玻璃微珠含量对涂料力学性能和热学性能的影响。研究表明,颜基比为2/1,空心玻璃微珠占填料比例为40%时涂层综合性能达到最佳。     

植酸盐化学转化膜的制备及耐蚀性

为了解决现有植酸盐转化膜耐水洗性差的问题,利用植酸的反应活性及酸催化活性,使之与三乙醇胺进行酯化反应,将所得产物与促进剂、配位剂等进行复配,采用正交法优化转化液配比和转化工艺参数,在A3钢表面制备了可水洗的植酸盐转化膜。利用扫描电镜观察其微观形貌,通过电化学测试技术考察其耐蚀性。结果表明:所得植酸盐转化膜光滑平整,晶粒呈麦粒状紧密排列,具有较好的耐蚀性。     

电弧离子镀NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层抗高温氧化性能

采用电弧离子镀技术在镍基高温合金DZ22B表面包覆一层NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层,对比了两种涂层的微观形貌、结构和抗高温氧化性能,并讨论了不同活性元素在氧化中的作用。结果表明:NiCrAlY涂层主要由γ′-Ni3Al/γ-Ni、β-NiAl和α-Cr相组成,而NiCoCrAlYHfSi除上述组成外还形成了NiCoCr合金相,两种涂层热处理期间均发生β-NiAl向γ′-Ni_3Al的转变过程。NiCrAlY和NiCoCrAlYHfSi涂层1 050℃恒温氧化200h的平均氧化速率分别为0.072 3g/(m~2·h)和0.052 7g/(m~2·h)。NiCrAlY氧化初期直接形成α-Al_2O_3、NiCr_2O_4和Cr_2O_3,随后出现裂纹、孔洞等缺陷,氧化物沿孔洞向涂层内部延伸,同时由于基材中的Ti元素发生外扩散,涂层中还形成了TiO_2。NiCoCrAlYHfSi氧化初期形成了亚稳态的θ-Al_2O_3,随后慢慢转变为α-Al_2O_3,氧化物层比NiCrAlY均匀致密,抗高温氧化性能更优异。     

钴基合金铝化物涂层在高温氧化过程中的主要退化方式

铝化物涂层在高温氧化过程中主要以两种方式退化,一是涂层的表面氧化退化,二是涂层的内扩散退化,DZ40M钴基高温合金铝化物涂经900℃和1000℃两个温度下高温氧化后的组织结构变化表明,该涂层在900℃时起的退化为主,而在1000℃时则以内扩散引起的退化为主,通过理论分析可知,涂层以何种退化方式为主,既取决于氧化温度,也取决于涂层本身的组成和结构。