热处理对铝基钛坯涂层高温抗氧化性能的影响

将Al粉、Sn粉、SiO₂粉、苯丙乳液、聚乙烯醇、羧甲基纤维素等原料,按照一定配比制备铝基高温抗氧化涂层,探讨不同热处理温度和热处理时间对涂层高温抗氧化性的影响。分别选用金相显微镜、场发射扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪等研究裸露面和喷涂面的金相组织、涂层的微观形貌、元素扩散和相组成。结果表明,铝基高温抗氧化涂层能够阻止钛坯热加工过程中表面氧化皮的产生,扩散层夹层形成了具有良好防护作用的Al₂O₃-TiAl和TiAl₃-Ti相,且涂层在1050 ℃,8 h防护效果较好。     

高温下钛基复合材料的界面研究

为优化金属基复合材料的损伤抗力，须研究其纤维/基体界面性能及其影响因素。这些因素大多与加工过程(包括压实温度、压力及冷却速率)和试验温度、试验环境和加载频率有关。可用界面分离强度d、摩擦剪切应力s、能量释放速率或Ⅱ型界面开裂的断裂韧性Gic等参数来描述界面特性。箔-纤维-箔法制备的钛基复合材料在900℃压实冷却过程中，因SiC纤维(5×10-6/℃)的热膨胀系数与钛合金基体(11×10-6/℃)的有差异，因而界面的法线和径向方向必存在残余压应力，其大小取决于压实温度和冷却速率。试验温度升高，接近压实温度时，纤维/基体界面处的残…     

钛基体与铝基高温防氧化涂层界面结构研究

以Al粉为主料,Sn粉、SiO_2粉、苯丙乳液、聚乙烯醇、羧甲基纤维素等为配料制备高温防氧化涂料。将涂料喷涂到钛基体表面,然后置于1050℃恒温8 h,对比喷涂与热处理前后表面形貌。利用金相显微镜观察裸露面和喷涂面经热处理后的氧化层组织,使用场发射扫描电镜、能谱分析仪研究涂层界面处的微观形貌和元素扩散,采用X射线衍射仪探讨涂层界面处的相结构。结果表明,喷涂铝基高温防氧化涂层后,表面没有裂纹也没有出现脱落,表面仍保持原金属光泽,能够有效地减缓钛基体热加工过程中的高温氧化。涂层厚度对Ti-Al扩散层的厚薄无明显影响,扩散层形成了Al_2O_3-TiAl和TiAl_3-Ti多层结构,且涂层厚度为50μm左右时已经具有较好效果。     

钛基羟基磷灰石涂层的界面结构及梯度设计

羟基磷灰石是最有发展前途的生物硬组织替代材料之一,临床上采用在钛合金上涂覆HA生物活性涂层,涂基结合及涂基界面的整合是决定HA涂层性能和可靠性的关键因素.评述了钛基羟基磷灰石涂层的界面微观结构,指出界面上存在纳米氧化物薄膜是提高涂层结合强度的关键,并结合纳米多层薄膜和功能梯度膜的优点,提出改善涂基结合强度,发挥羟基磷灰石生物活性涂层的三明治式的梯度设计.     

Pt改性镍基高温合金铝化物涂层研究进展

综述了镍基高温合金上抗高温氧化的Pt改性β-(Ni,Pt)Al涂层和γ-γ′型涂层,重点介绍了Pt改性铝化物涂层制备工艺,不同工艺条件下涂层的微观结构,Pt增强铝化物涂层抗氧化性能的作用机理,Al对涂层高温氧化性能的影响,并从元素互扩散、相变、表面起伏等方面描述了涂层退化过程,最后对Pt改性铝化物涂层发展进行展望。     

自蔓延高温法在金刚石表面涂覆钛铝涂层的研究

采用Ti/Al/金刚石粉体为原料,通过自蔓延高温反应技术,制备了钛铝化合物结合剂金刚石复合材料。研究了不同原料配比和引燃温度对结合剂与金刚石结合状态的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析试样。研究结果表明:经700℃温度引燃,试样会发生自蔓延反应,生成钛铝化合物,并在金刚石表面形成涂层。当试样中金刚石的质量分数较低(25%),n(Ti)∶n(Al)=3∶1时,试样得到的涂层更致密,钛铝组织发育更好。     

纳米Y-PSZ基高温封严涂层微观结构的研究

采用大气等离子喷涂（APS）工艺制备了纳米氧化钇部分稳定的氧化锆（Y-PSZ）基高温封严涂层,对涂层的元素分布、孔隙率及孔隙分布等微观结构特征进行了研究,探讨了高分子聚合物（高聚物）的造孔机理。结果表明：涂层的成分均匀,纳米Y-PSZ对h-BN具有良好的包覆效果,在高聚物烧蚀后的涂层中留下均匀分布的孔隙,涂层的孔隙率可达33.0%。     

铌表面MoSi2高温涂层的形貌和结构研究

用料浆熔烧法在铌基体表面制备了。MoSi2高温抗氧化涂层。利用SEM，EDS，XRD等仪器分析研究了涂层的结构、元素分布、相分布与抗氧化性能的关系。结果表明：涂层与基体之间达到了冶金结合，通过扩散形成了过渡层，涂层的复合结构有利于提高抗氧化性能，用料浆熔烧法在铌基体表面制备MoSi2涂层是可行的。在氧化环境下，MoSi2涂层能在表面自生成一层SiO2玻璃层，阻止氧的进一步扩散。经2h以上高温氧化后，Si的扩散使涂层主体中形成多孔疏松组织。涂层元素与基体发生互扩散，在界面处形成大量集中孔洞并横向贯穿，使涂层从其主体与过渡层接触的界面处发生横向内部断裂，导致涂层失效。     

NiCrAlY(YSZ)多层复合涂层高温抗氧化行为研究

采用EB-PVD技术在镍基合金Rene N5基体表面沉积YSZ/NiCrAlY/( NiCrAlY+YSZ) /NiCrAlY/( NiCrAlY+YSZ)多层复合涂层,并对试样进行1000℃不同时间的循环氧化处理,通过SEM、EDS、XRD等方法,分析了复合涂层微观组织结构的演变规律及界面反应机制。结果表明：在1000℃条件下,YSZ先驱层会形成双层“三明治”结构的活性扩散障,阻挡基体与涂层之间的元素互扩散;同时,最外层的NiCrAlY+YSZ复合层逐渐转变为以NiO为主混合氧化物层。     

柱状晶界面对溅射NiAl微晶涂层高温氧化性能的影响

利用TGA,SEM对NiAl微晶的涂层在空气中1000℃恒温及循环氧化过程中柱状晶界面所起的作用进行了研究,结果发现,柱状晶界面微孔在氧化初期作为自由表面严重影响了初始氧化动力学,同时柱状晶界面氧化物微钉的形成大大提高了氧化膜的粘附性,建立了基于柱状晶界面的附加自由表面数学模型。     

Characterization of microarc oxidation coatings on pure titanium

The morphology, composition, and phase structure of the oxide coatings produced on the surface of pure titanium by alternating-current microarc discharge in aluminate solution were investigated by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The profiles of the hardness H and the elastic modulus E in the coatings were determined using a nanoindenta-tion method. The concentration distributions of Ti, Al, and O in the coating show that this coating over 30 μm thick contains two layers: an outer layer and an inner layer. The oxide coating is mainly composed of TiO2 rutile and Al2TiO5 compounds. During oxidation, the temperature in the microarc discharge channel was very high to make the local coating molten. From the surface to the interior of the coating, H and E increase gradually, and then reach maximum values of 9.78 GPa and 176 GPa respectively at a distance of 7μrn from the coating/titanium interface. They are also rather high near the interface.     

Influence of Nb Ion Im plantation on Oxidation Resistance of High Tem perature Titaniu m Alloy at 650 ℃

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＨｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｆｏｒａｅｒｏｅｎｇｉｎｅｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｓ．Ｓｏｆａｒ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｅｒｖｉｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ６００℃ｆｏｒｔｈｅｍｏｓｔａｄｖａｎｃｅｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｉｔａｎｉｕｍａｌｌｏｙｓ．Ｔｈｉｓｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｉｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｇｒａ…     

阴极微弧电沉积表面处理钛的高温氧化行为

在0.4 mol/l Al(NO3)3乙醇溶液中,采用阴极微弧电沉积方法在纯钛表面制备出80 μm厚的氧化铝涂层.研究了钛及其镀膜样品在973 K的高温氧化行为,并分析了它们恒温氧化后的组织、成分和相组成.结果表明,具有氧化铝涂层的钛在973K的氧化速率降低了4倍,恒温氧化后涂层的形貌和相组成几乎保持不变.涂层/钛界面附近的较薄氧化铝致密层对抑制氧和钛原子的扩散起重要作用.阴极微弧电沉积是提高钛抗氧化性能的有效方法之一.     

铌合金表面MoSi2-B4C复合涂层的快速烧结制备及高温氧化行为

以Mo-Si-B4C混合粉末为涂层原料,采用放电等离子烧结在铌合金表面原位反应烧结制备MoSi2-B4C复合涂层,研究涂层组织形成过程及界面反应特征,考察涂层在1450℃下的抗氧化性能。结果表明,在烧结的升温阶段,MoSi2相就已完全形成,而在保温的初期阶段,部分B4C颗粒又与邻近的MoSi2反应生成了SiC和Mo2B5。烧结过程中,涂层中的Si和B向基体合金扩散,形成了由NbSi2 + NbB外层和Nb5Si3内层组成的互扩散区。涂层在1450℃至少100h内可有效保护基体,表面生成了致密的SiO2-B2O3氧化膜,而互扩散区内NbB的存在有效阻碍了氧化过程涂层中Si的内扩散。     

High-temperature oxidation of titanium silicide coatings on titanium

Coatings of Ti ₅Si₃ on titanium have been prepared by means of decomposition of silane SiH₄ on heated titanium ribbons. Oxidation of the coated titanium specimens was much slower than that of the noncoated ones. Gravimetric and morphological experiments allowed to propose a mechanism describing the oxidation process.     

磷酸盐系溶液中钛合金微弧氧化涂层生长与组织结构

采用常流脉冲控制方式于(NaPO3)6-NaF-NaAlO2溶液中用微弧氧化法在Ti6Al4V表面制备了陶瓷化涂层, 研究了涂层的生长过程及组织结构变化.结果表明: 氧化过程中涂层的生长经历了由快到慢的过程, 在前10min涂层以较快速度生长(约3μm/min), 随着时间的延长涂层生长速度逐渐减慢; 生长过程中涂层表面微孔数目减少, 微孔孔径增大, 涂层表面气孔率增大; 涂层主要由二氧化钛的两种不同变体(锐钛矿及金红石)以及磷化物相AlPO4组成; 随着氧化的进行, 锐钛矿含量降低, 金红石含量增加, 氧化过程中发生了锐钛矿相到金红石相的相转变; 结晶AlPO4相是通过水合多聚磷酸铝在放电区附近发生高温热解反应而进入涂层.     

纳米氧化锆热障涂层组织结构和高温稳定性能分析

采用大气等离子喷涂技术制备了纳米氧化锆热障涂层.利用FESEM和XRD对纳米氧化锆热障涂层的微观组织和物相组成进行研究.微观组织分析结果表明,纳米氧化锆热障涂层展现出独特的微观复合结构,包括未熔纳米颗粒和柱状晶组织.物相分析结果表明,纳米氧化锆热障涂层主要由非平衡四方相组成.纳米氧化锆热障涂层高温稳定性能试验结果表明,涂层晶粒度随着服役温度和服役时间的增加而增加,但仍保持纳米结构;涂层物相组成不随服役环境的变化而变化.     

钛合金微弧氧化膜表面形貌对膜/环氧树脂结合强度的影响

采用微弧氧化法于硅酸钠溶液体系中在钛合金表面制备了氧化物陶瓷膜, 用剪切法测试了氧化膜与环氧树脂之间的结合强度, 通过SEM研究了陶瓷膜剪切前后表面形貌的变化.结果表明: 陶瓷膜表面的微孔直径、粗糙度随微弧氧化频率的增大而减小; 陶瓷膜/环氧树脂的结合强度随频率的增加先是快速上升, 当频率增加至400Hz时, 膜层的结合强度达到最高值56.9MPa, 随后结合强度逐渐下降并趋于平缓.     

Morphology and structure of high temperature MoSi2 coating on niobium

The high-temperature oxidation-resistant MoSi2 coating on the Nb substrate was prepared by slurry firing. The structure, compositions and phase distribution of the coating and the relationship between these features and the oxidation resistance of the coating were investigated by SEM, EDS and XRD. The results indicate that the interface between the coating and the substrate has metallurgie combination, and a transitional layer is formed by diffusion. The multi-layer structure improves the oxidation resistance of the coating. The method of slurry firing to prepare the high-temperature MoSi2 coating on Nb is feasible. The SiO2 scale, which is formed on the surface of the coating by the self-oxidation of MoSi2, prevents the further diffusion of oxygen.     

Fundamental investigation of the degradation laws of aluminide coatings during high‐temperature oxidation

During high‐temperature oxidation, the aluminide coating degrades by two mechanisms, one is the oxidation of the outer surface, and the other is Al diffusion into the substrate. The relevant laws are investigated for coatings on Co‐base superalloys oxidised in air at high temperatures. The driving force mainly comes from the oxidation reaction for the outer degradation layer, and the chemical potential for the inner degradation layer. By an approximation approach, it can be concluded that the life of the outward‐diffusion coating is roughly directly proportional to the second power of the main‐phase thickness of the coating.