Re扩散障厚度对铂改性铝化物涂层1200℃氧化行为影响

铂改性铝化物(PtAl)涂层具有良好的抗高温氧化和抗热腐蚀综合性能,被广泛用于单晶航空发动机高温合金叶片的高温防护。添加扩散障可阻止高温合金中难熔元素(W,Mo)向外扩散,提高涂层/基体结构稳定性,以及PtAl涂层抗氧化和高温力学性能。为探究Re扩散障厚度对PtAl涂层性能的影响,采用电镀与高温低活性渗铝技术,在Ni3Al基单晶高温合金表面制备了无Re扩散障和3种不同厚度Re扩散障的PtAl涂层,开展了1200℃恒温氧化实验,对比分析了PtAl涂层的抗高温氧化性能。利用场发射-扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,对涂层微观组织结构和成分进行了详细表征,对其氧化行为及失效机制进行了深入探讨。研究表明,未添加Re扩散障的制备态PtAl涂层呈现双层结构,包括外层和互扩散区。添加Re扩散障后,PtAl涂层转变为3层结构,包括外层、扩散障层和互扩散区。添加了Re扩散障的PtAl涂层,经1200℃氧化后涂层表面呈现出更少的剥落面积,氧化膜相对致密完整,表明Re扩散障的添加可以显著提升PtAl涂层的抗高温氧化性能。随着Re扩散障厚度的增加,涂层的氧化增重进一步降低;然而,当Re扩散障厚度超过一定程度后,涂层抗氧化性能的提升并不明显。其原因是过厚的电镀Ni-Re层在氧化过程中导致了Re扩散障致密度和连续性的下降,降低了扩散障对Al元素的阻扩散效果。本研究深入揭示了Re扩散障厚度对PtAl涂层抗氧化性能的影响机理,为含Re扩散障的PtAl涂层的设计提供了重要理论基础。

不同冷热循环条件下NiCrAlY涂层体系的微观组织演变规律及失效机理

用空气缓冷和水快冷方式对加热至1 050℃的NiCrAlY单一涂层及含CrON扩散阻挡层的复合涂层冷却至室温,由此研究其抗循环氧化能力。结果表明:在缓冷情况下,经过200次循环氧化,无扩散阻挡层的NiCrAlY涂层明显退化,表面膜呈疏松多孔结构,以混合氧化物相为主,在涂层与基体界面附近出现Kirkendall孔穴;有扩散阻挡层的试样表面则以Al2O3膜为主,扩散阻挡层保持连续,无明显涂层退化或破坏现象,说明扩散阻挡层能明显提高NiCrAlY涂层的缓冷抗循环氧化能力。在快冷情况下,有或无扩散阻挡层的试样的表面涂层均较快发生破坏。40次循环氧化后,单一涂层表面出现鼓包突起;45次循环氧化后,鼓包处涂层脱落。而有扩散阻挡层的试样经40次循环氧化后于扩散阻挡层界面处开裂;45次循环氧化后,包覆涂层部分断落。利用Oxx公式能很好地解释涂层/基体或涂层/扩散阻挡层界面的破坏;对于快冷循环氧化,还要考虑在循环过程中的热应力累积效应。

高温防护涂层扩散阻挡层的研究进展

综述了高温防护涂层体系扩散阻挡层的研究进展,说明了扩散阻挡层在高温防护涂层体系中的作用机理,比较了不同种类扩散阻挡层的差别,尤其是元素扩散阻挡能力、界面结合强度和制备成本的差别,从工业应用方面分析了各种扩散阻挡层的优缺点,提出了可通过改变涂层结构和改进加工工艺来提高陶瓷扩散阻挡层的界面结合强度。

电弧离子镀CrAlN涂层的微观结构及力学性能研究

CrAlN涂层具有良好的综合性能,在合金刀具和模具的表面涂覆方面有广泛的应用前景,但其力学性能需要深入的研究。采用电弧离子镀技术制备CrAlN涂层,通过扫描电镜和X射线衍射分析涂层的微观组织结构,测试涂层的显微硬度和涂层与基体的界面结合强度。结果表明,CrAlN涂层含CrN和CrAlN相。涂层的表面形貌和致密性与制备时基体的负偏压和N2/Ar气体流量比有关,基体负偏压和气体流量比升高,CrAlN涂层致密性提高,表面大颗粒减少。涂层的硬度值和Al含量随着气体流量比的增加而提高。涂层/基体的界面结合强度值达65 N。

化学镀Ni-P层对铜焊接性能的影响

铜具有良好的导电导热性,在电子工业上已得到广泛的应用,但过高的导热率会导致焊接时出现焊接缺陷。通过表面处理,可以改善铜的焊接性能。由化学镀技术在纯铜导线表面沉积Ni-P层,研究镀层对铜材焊接性能的影响。结果表明,化学镀Ni-P层含Ni和Ni3P相,微观组织均匀致密。Ni-P镀层的存在改善了锡层与铜基材的结合性能,Sn/Cu界面无明显缺陷。经化学镀Ni-P处理后,铜的抗氧化能力得到了提高,改善了锡焊料在铜表面的润湿性。

CrN中间层阻挡元素扩散的能力研究

为了降低涂层和基体间的元素互扩散,采用电弧离子镀技术在NiCrAlY防护涂层和DSM11基体间加入CrN扩散阻挡层。用扫描电镜(SEM)观察了沉积态CrN涂层、退火和氧化态NiCrAlY/DSM11和NiCrAlY/CrN/DSM11的表面和截面形貌;通过能谱(EDS)分析了元素沿防护涂层和扩散阻挡层的截面分布;用X射线衍射仪(XRD)检测了防护涂层和扩散阻挡层的物相结构;用透射电镜(TEM)观察了样品退火和氧化后扩散阻挡层的形貌特征;利用1100℃恒温氧化实验比较了单一NiCrAlY涂层和NiCrAlY/CrN涂层体系的抗氧化能力,结合真空扩散实验分析了高温情况下元素在涂层和基体间的扩散。结果表明:CrN扩散阻挡层能有效地抑制合金元素的互扩散。其原因与高温下CrN→Cr2N→TiN的转变有关;TiN在扩散阻挡层的生成有利于防护涂层抗氧化能力的提高。

电弧离子镀制备Cr-O-N涂层及生长机理探讨

为了弄清O2和N2的流量变化和基体负偏压对涂层微观结构的影响,利用电弧离子镀技术制备了Cr-O-N涂层,对涂层样品进行了X射线衍射分析,扫描电镜和原子力显微镜观察,电子探针成分分析,结果表明Cr-O-N涂层含CrN和Cr2O3相,衍射峰的择优取向、涂层的表面粗糙度、相含量和化学成分与制备过程中的气体流量、基体负偏压等因素密切相关:随着氧流量的增加,涂层的表面粗糙度上升,涂层中氧元素含量和Cr2O3相含量增多;基体负偏压的升高有利于涂层沿CrN(220),Cr2O3(300)面择优生长和涂层的致密性提高.

材料工程专业课程设计改革实践探索

阐明了材料工程专业课程设计的作用及主要任务。针对课程设计中存在的题目单一、内容陈旧及考核方式不科学等问题,提出了一对一的改革办法,为更好地发挥专业课程设计的作用提供了思路。

Bi_8V_2O_(17)颜料的制备及其基本特征

用粉末煅烧法和水悬浮液法研制了Bi8V2O17颜料.利用差热分析法确定制备工艺参数.产物用X射线衍射、扫描电镜(SEM)和激光粒度测试法进行物相鉴定、微观形貌观察和粒径测定.结合两种制备过程进行了颜料合成的异同比较及机制探讨.

铋钒氧系颜料的研究进展

综述了铋钒氧系颜料的研究进展,介绍了几种制备铋钒氧系颜料的常用方法,着重介绍了液相制备方法;描述了各种方法制备的颜料产物的特性,认为包核型铋钒氧系颜料的生产研究是将来颜料发展的新方向。

钒酸铋颜料的研制

通过两种合成方法即粉末煅烧法、水溶液沉淀法的具体实验过程来制得钒酸铋颜料 ,并结合差热分析曲线、X射线衍射图和扫描电镜 (SEM)照片来分析研究颜料合成的最佳工艺条件 ,进行产物的物相鉴别和观察产品的微观形貌及探讨颜料合成的机制。

低温下纤维增强复合材料阻尼的若干影响因素

研究了纤维种类、升降温方向、加载频率、加载波形、湿度、应力等若干因素对复合材料低温下阻尼性质的影响 .着重考察了这些因素对阻尼峰的影响 ,并对出现的现象给出了解释 ,所得到的结果为应用和进一步的研究工作提供了基础数据 .

施镀条件和热处理对铝合金Ni-P-SiO_2复合镀层微观结构及显微硬度的影响

目的提高Ni-P镀层的硬度。方法在化学镀Ni-P过程中添加SiO2微粒,形成Ni-P-SiO2复合镀层,研究施镀温度、微粒添加量和镀后热处理温度对复合镀层微观结构及硬度的影响。结果复合镀层含非晶结构Ni和SiO2相。随施镀温度的升高及SiO2微粒添加量的增加,镀层表面变得均匀、致密且硬度升高,显微硬度最高达355HV;当施镀温度超过80℃,微粒添加量超过10 g/L时,镀层表面均匀性变差,硬度下降。经热处理后,镀层向晶态转变,热处理温度达到300℃时开始析出Ni3P相,镀层的显微硬度随热处理温度的升高而升高。结论当施镀温度为80℃、微粒添加量为10 g/L时,所得复合镀层的性能较为优异,热处理可进一步提高复合镀层的硬度。

TC4钛合金微弧氧化膜的高温曝露行为

为了对比研究不同主盐成分对TC4钛合金表面微弧氧化膜高温曝露行为的影响,以相同浓度的Na_2SiO_3、Na_3PO_4、NaAlO_2作为电解液主盐分别对TC4钛合金进行微弧氧化处理,对获得的陶瓷膜样品进行恒温氧化和热冲击试验,分析氧化及热震试验前后样品的物相、形貌、膜层厚度和元素成分。结果表明:陶瓷膜样品经过750℃/30 h恒温氧化试验后氧化增重符合抛物线规律,在Na_3PO_4溶液中形成的膜层有较好的抗氧化性,NaAlO_2中的次之;经过100次650℃水冷至28℃的循环热震试验后,3种电解液中获得的氧化膜破坏程度不同,Na_3PO_4溶液中形成的氧化膜无剥落,NaAlO_2、Na_2SiO_3溶液中形成的氧化膜都出现剥落现象,其中以Na_2SiO_3溶液中形成的氧化膜剥落最严重;涂层的抗氧化性及抗热震能力与陶瓷层的表面形貌、厚度及相组成密切相关。

钛合金搪瓷涂层研究现状

钛合金由于具有优异的性能,已被应用于航空航天领域,但高温抗氧化性一直制约着其更广泛的应用。综述了钛合金搪瓷涂层的研究进展,详细介绍了钛合金搪瓷涂层的成分、制备方法和性能,分析了目前钛合金搪瓷涂层存在的与金属基体热膨胀系数不匹配所导致的结合力差、易脱落等问题,展望了搪瓷涂层未来的发展方向。

铌基合金表面Al-B包埋共渗层的组织及抗氧化性能

为提高铌基合金的抗氧化性能,采用包埋共渗法在铌基合金表面于780,860,940℃保温4 h包埋共渗Al-B涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪分析共渗层形貌及结构,采用能谱仪分析其成分;采用高温氧化试验研究渗层的抗高温氧化性能。结果表明:渗层主要形成了Nb Al3,Nb B2和Nb5B6三相,其中在940℃形成的渗层中形成了Al B12相,Al B12在高温下对渗层起到了一定的修复作用;经1 000℃氧化20 h后,渗层保持原始的相组成,并在表面形成由Al Nb O4,Nb O2,B2O3和Al2O3组成的致密混合氧化膜,且与基体结合良好;Al-B共渗层一定程度上改善了铌基合金的抗氧化性能。

微弧氧化及包埋渗铝法制备的复合涂层高温抗蚀性能

采用包埋渗铝技术在C103铌合金基体上制备Al/C103,通过微弧氧化(MAO)处理获得Al_2O_3陶瓷膜外层。利用X射线衍射仪(XRD)和配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM),分析复合涂层高温腐蚀前后的成分和组织结构,并研究其高温氧化和热腐蚀行为与机理。结果表明:包埋渗铝处理的Al/C103经1000℃氧化10h后增重为6.98mg/cm^2,微弧氧化结合包埋渗铝制备的MAO/Al/C103增重为2.89mg/cm^2;氧化20h后,MAO/Al/C103增重为57.52mg/cm^2,高于Al/C103的28.08mg/cm^2。在900℃熔融混合盐(75%Na2SO4和25%NaCl,质量分数)中腐蚀50h后,Al/C103和MAO/Al/C103的增重分别为70.54,55.71mg/cm^2,表面生成了Al_2O_3和钙钛矿结构NaNbO3相;部分NaNbO3堵塞MAO微孔,阻碍熔盐向内扩散,MAO/Al/C103试样表现出较优的抗热腐蚀性。

改进的道夫-切比雪夫加权的波束形成方法

在阵列信号处理中端部激励状态最易发生变化,影响信号处理效果.为此,提出一种改进的道夫-切比雪夫加权的波束形成方法,成功地降低了阵列的端部灵敏度,它是传统道夫-切比雪夫加权方法的改进.它继承了道夫-切比雪夫加权的优点,即:在给定旁瓣高度的要求下获得最窄的主瓣;在给定主瓣宽度要求下获得最低的旁瓣.同时规定参数把波束分成了均匀旁瓣与下降的旁瓣2个区,从而降低了阵列端部灵敏度.

电弧离子镀AlCrN沉积层初期氧化形貌、组构及反应机制

为了弄清AlCrN涂层在高温环境中的抗氧化机制,采用电弧离子镀技术制备了AlCrN涂层,对真空退火和短时氧化处理后的沉积层采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析和元素成分(EDS)进行了观察和分析。结果表明:真空退火处理的沉积层中CrN相逐渐转变为Cr2N,并释放出N2;在900,1000℃下氧化1～5h,沉积层中部分Cr2N与O2反应生成Cr2O3,此时涂层的物相以Cr2N和Cr2O3为主,并含少量CrAlN相;氧化至10h,沉积层表面生成以Cr2O3和Al2O3为主的氧化膜,此氧化膜的生成有利于涂层抗氧化性能的提高。

扩散阻挡层对NiCrAlYSi涂层不同条件下热腐蚀行为的影响

利用电弧离子镀技术在DSM11合金基体上制备含或不含扩散阻挡层(diffusion barrier,DB)的Ni Cr Al YSi涂层,对比研究2种涂层在900℃恒温热腐蚀行为和从900℃到室温的循环热腐蚀行为(表面混合盐质量分数为75%Na2SO4+25%K2SO4)。研究结果表明:在恒温热腐蚀条件下,含或不含扩散阻挡层的Ni Cr Al YSi涂层表面主要生成了α-Al2O3和γ/γ′相;腐蚀100 h后,Ni Cr Al YSi涂层出现了较多的Kirkendall孔洞,基体与涂层元素的互扩散明显。Ni Cr Al YSi/DB涂层的扩散阻挡层可有效地抑止基体与涂层的元素互扩散,防护效果比单一Ni Cr Al YSi涂层的效果好。在循环热腐蚀条件下,含或不含扩散阻挡层的Ni Cr Al YSi涂层表面主要生成α-Al2O3、尖晶石、Ti O2和γ/γ′相;腐蚀100 h后,Ni Cr Al YSi涂层内氧化和内硫化现象严重,Ni Cr Al YSi/DB涂层的扩散阻挡层界面易开裂,影响扩散阻挡层的效力,导致涂层体系比单一Ni Cr Al YSi涂层更快失效。