包渗法制备硅化物涂层的结构形貌及形成机理

采用包渗法在C-103铌合金基体上制备MoSi2涂层,通过X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等手段研究涂层表面、截面形貌以及氧化后涂层结构变化,并分析硅化过程中涂层的形成机理。研究结果表明：包渗法制备硅化物涂层是通过反应扩散形成的,硅化过程服从抛物线规律;该涂层为复合结构：MoSi2相为主体层;以NbSi2相为主、并含少量Nb5Si3相的两相为过渡区;Nb5Si3相为扩散层。在高温氧化环境下,涂层表面生成致密的非晶氧化层,有效地阻止了氧向涂层内扩散。     

纯铜热喷涂扩散渗铝层的显微组织

铜铝合金具有很好的抗高温氧化性能.在纯铜表面分别电 弧喷涂15mm和25mm厚的铝涂层,经900?℃保温4?h的扩散处理后获得19mm和36mm厚的铜铝合金渗层.主要针对渗层显微组织、渗层内的成分分布以及渗层的物相构成进行观察与测定.分析结果表明：渗层由表面层和内层两部分组成,层间结合良好.在加热处理过程中,铝涂层发生熔化,基体中的铜原子进入铝熔体形成表面渗层,表面渗层中遗留了原涂层的氧化物和孔洞.铝原子向铜基体的扩散形成组织紧密的内扩散层.内、外渗层都由金属间化合物Cu₉Al₄与αCu固溶体二相结构组成.在同样的扩散处理条件下,试件喷涂的铝涂层越厚,形成的渗层厚度越大,渗层中平均     

Cu—Al合金内氧化工艺条件的热力学分析

对ＣｕＡｌ合金内氧化热力学条件进行了研究,结果表明,其上限氧分压应小于３．５×１０－３Ｐａ,下限氧分压随合金中［Ａｌ］浓度而改变．［Ａｌ］浓度提高,下限氧分压降低;［Ａｌ］向内氧化层逆扩散是内氧化相长大的原因。合金中［Ａｌ］量越高,越易粗大化;内氧化层的较高导电、导热性是内氧化层中残存［Ａｌ］、［Ｏ］极低所致;工艺方法对比实验发现ＣＯ２ＣＯ混合气,氧势易调,是ＣｕＡｌ合金理想的内氧化介质,适于工业化生产．     

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。     

铜铝合金的氧化分析

研究了铜铝合金内氧化与外氧化的条件，提出了氧化层厚度的动力学模型，研究表明，内氧化过程主要受氧在内氧化层中的扩散系数、氧在金融表面的浓度以及合金溶质含量的影响，外氧化可以通过控制温度和氧分压进行抑制。     

铝合金基体微观组织对阳极氧化膜层形貌和性能的影响

本文着重讨论ＬＤ２、ＬＣ４、ＺＬ１０８等不同铝合 基体微观组织对阳极氧化膜层组织形貌、硬度、耐磨性等性能的影响。试验结果表明：基体的微观组织直接影响阳极氧化支的形成和成长,膜层的硬度与附磨性呈非线性关系,最佳匹配受基体微观组织及氧化工艺等多种因素影响。     

微弧氧化过程中不同阶段超声波作用对陶瓷层的影响

研究发现在微弧氧化过程中引入超声波作用能够提高陶瓷层生长速率和质量。本文通过在微弧氧化过程的不同阶段引入超声波作用,将超声波引入时间细化,来研究超声波对不同时期微弧氧化的作用。利用XRD、SEM以及电化学分析等方法对陶瓷层断面形貌、元素含量分布、相组成、表面形貌和耐蚀性进行了分析,结果表明超声波对微弧氧化各阶段都有影响。超声波的引入促进陶瓷层厚度的增加,尤其是在后期引入超声波,厚度增加最大;前期引入超声波,陶瓷层内γ-A12O3含量增加,Si、P元素含量最高,陶瓷层质量最好,耐蚀性能也最好;后期引入超声波陶瓷层内α-A12O2相含量最高。     

K282合金的高温氧化行为研究

采用DTA、XRD、SEM和EDX研究K282合金在700℃、800℃和900℃大气环境下氧化动力学行为。结果表明,700℃氧化时,氧化初期增重速度较快,之后增重速度变慢,材料只发生了外氧化,氧化层产物为Cr_2O_3。在800℃和900℃氧化时,合金的氧化增重遵循抛物线规律,合金发生了内氧化,内氧化产物为Al_2O_3,外氧化层产物为Cr_2O_3和TiO_2。合金氧化速率由金属离子和氧离子在氧化膜中的扩散速度决定,温度越高扩散速度越快,合金氧化增重速度越快。     

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.     

Cu-Si合金的高温氧化行为

通过氧化动力学曲线的测定以及对氧化膜形貌和构成的分析,研究Cu-0.6Si和Cu-3.6Si合金在800℃、0.1MPa纯氧气条件下的高温氧化行为.结果表明:两合金氧化24 h后形成的氧化膜结构依次为CuO,Cu_2O,Cu_2O和SiO_2的混合氧化物,均未形成连续的SiO_2氧化膜.随着Si含量的提高,合金氧化膜内层SiO_2含量明显提高,这有利于通过限制合金元素和氧的扩散提高合金的氧化抗力.Cu-3.6Si合金较Cu-0.6Si合金氧化膜内孔洞减少,致密度增加,这得益于SiO_2对合金氧化膜内孔洞的补偿.SiO_2对Cu较大的PBR值是两种合金氧化膜容易开裂的重要原因.     

铝合金表面油胺/微弧氧化复合膜层的耐磨性

为提高铝合金表面耐磨性能,采用微弧氧化(MAO)技术在硅酸盐电解液中对2024铝合金进行表面处理,制备微弧氧化陶瓷层;然后通过浸泡法在陶瓷层表面覆盖一层油性涂层,形成复合膜层,以期提高铝合金表面耐磨性能。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别观察复合膜层的表面形貌及物相组成;利用原子力显微镜AFM测试复合膜层的表面粗糙度;利用摩擦磨损试验仪分析复合膜层的摩擦系数。在SEM的观察下复合膜层比微弧氧化陶瓷层更为平整。另外,AFM的结果显示复合膜层的表面粗糙度比微弧氧化陶瓷层降低了73%左右;摩擦磨损检测显示复合膜层的摩擦系数在0.1左右,波动幅度较小,而微弧氧化陶瓷层和铝合金的摩擦系数达0.4左右,波动幅度较大。     

Kinetics of Internal Oxidation of Cu-Al Alloy Plate

The kinetics of internal oxidation of dilute Cu-Al alloys, containing up to 2.214% molar fraction Al, was investigated over the temperature range of 1023K to 1273K, and the depth of internal oxidation was measured by microscopies. A modified rate equation was derived to describe the kinetics of internal oxidation of Cu- Al alloy plate. Based on the derived equation, the permeability of oxygen in solid copper was obtained from the internal oxidation measurements. The experimental results show that the depth of the internal oxidation is a parabolic function of time, there is no evidence for preferential diffusion along grain boundaries and an outer layer of pure copper was formed on the external surface of samples.     

H2SO4浓度对6061硬质阳极氧化膜层质量的影响

针对低浓度硫酸进行硬质阳极氧化膜层厚度、硬度不均匀,以及膜层致密度较低等现象,研究了H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层均匀性和致密度的影响。结果表明：H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层的均匀性起到很大的影响作用,硬质氧化膜的硬度均匀性、膜厚均匀性随着H2SO4浓度（1～20％）的提高而改善;6061在低H2SO4浓度中通过硬质阳极氧化获得的氧化膜有部分孔蚀残缺现象,而在高H2SO4浓度中获得的氧化膜不存在此种缺陷,并且在高H2SO4浓度中获得的氧化膜较低浓度的更致密。     

High temperature scaling of Ni-15Cu-5Al alloy in 1 × 105 Pa pure oxygen

The oxidation of the ternary alloy Ni-15Cu-5Al in 1 × 105 Pa pure oxygen at 700 ℃ and 800 ℃ was studied. The results show that the behavior of the Ni-rich alloy is similar to that of the binary Ni-Al alloy with the same Al content in the form of an external NiO layer coupled to the internal oxidation of aluminium. The presence of 15%(mole fraction) Cu cannot modify substantially the values of relevant parameters affecting the transition from the internal to the external oxidation of aluminium. The presence of 5 % Al reduces the oxidation rate of the corresponding Ni-Cu alloy during the whole oxidation stages, though 5 % Al is still insufficient to form protective external alumina scales.     

铝阳极氧化研究进展

选用不同厚度、相同表面积的6061铝合金板材试样,在相同工艺参数下对各试样进行硬质阳极氧化,动态采集其在氧化过程中的氧化电压,测量各试样氧化膜的厚度和硬度,并对测试结果进行比较分析。结果显示,基体厚度越大,在致密层形成后氧化膜生长速度越快,且额定氧化时间后获得的膜层越厚、硬度值越高。     

铝合金基体厚度对硬质阳极氧化膜的影响

选用不同厚度、相同表面积的6061铝合金板材试样,在相同工艺参数下对各试样进行硬质阳极氧化,动态采集其在氧化过程中的氧化电压,测量各试样氧化膜的厚度和硬度,并对测试结果进行比较分析。结果显示,基体厚度越大,在致密层形成后氧化膜生长速度越快,且额定氧化时间后获得的膜层越厚、硬度值越高。     

High temperature scaling of Ni-15Cu-5Al alloy in 1×105 Pa pure oxygen

The oxidation of the ternary alloy Ni-15Cu-5Al in 1×10⁵ Pa pure oxygen at 700 °C and 800 °C was studied. The results show that the behavior of the Ni-rich alloy is similar to that of the binary Ni-Al alloy with the same Al content in the form of an external NiO layer coupled to the internal oxidation of aluminium. The presence of 15% (mole fraction) Cu cannot modify substantially the values of relevant parameters affecting the transition from the internal to the external oxidation of aluminium. The presence of 5% Al reduces the oxidation rate of the corresponding Ni-Cu alloy during the whole oxidation stages, though 5% Al is still insufficient to form protective external alumina scales. Foundation item: Project (50071058; 50271079) supported by the National Natural Science Foundation of China     

H_2SO_4浓度对6061硬质阳极氧化膜层质量的影响

针对低浓度硫酸进行硬质阳极氧化膜层厚度、硬度不均匀,以及膜层致密度较低等现象,研究了H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层均匀性和致密度的影响.结果表明:H2SO4浓度对铝合金6061硬质阳极氧化膜层的均匀性起到很大的影响作用,硬质氧化膜的硬度均匀性、膜厚均匀性随着H2SO4浓度(1-20%)的提高而改善;6061在低H2SO4浓度中通过硬质阳极氧化获得的氧化膜有部分孔蚀残缺现象,而在高H2SO4浓度中获得的氧化膜不存在此种缺陷,并且在高H2SO4浓度中获得的氧化膜较低浓度的更致密.     

K444铸造镍基高温合金的高温氧化行为

为了研究燃气轮机叶片材料K444铸造镍基高温合金的高温氧化性能,研究了K444铸造镍基高温合金800℃及850℃恒温氧化动力学及氧化机制.采用x射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了K444合金氧化产物、氧化膜形貌及成分.结果表明：在实验条件下K444合金氧化动力学遵循抛物线规律.在高温氧化期间,K444合金表面氧化膜无明显剥落.氧化膜主要由Cr₂O₃组成,含有少量的NiCr₂O₄及TiO₂.氧化膜呈多层结构：外层较薄,膜质疏松,孔隙较多,是以TiO₂为主的不连续氧化物膜层;中间层是以Cr₂O₃为主的连续致密保护性氧化物膜层,其中含有少量的NiCr₂O₄及TiO₂;内氧化层以Al₂O₃为主.