Fe基非晶涂层耐腐蚀性能的影响因素及提升措施综述

非晶合金的结构特点是短程有序,长程无序,不存在晶界和位错等晶体缺陷。Fe基块体非晶合金尽管具有超高的硬度和强度、出色的耐腐蚀和耐磨性,且成本低廉,但是也因非晶形成能力低及室温脆性而大部分以粉末、薄带、毫米棒等形式存在,使其推广和应用受到较大限制。将非晶合金制备成涂层,不仅能有效弥补上述不足,还保留了块体非晶合金固有的特性,已在石油化工、汽车机械、海洋工程等制造和再制造领域获得应用。超音速火焰喷涂(HVOF)、等离子喷涂(APS)等技术已被证实能够在钢材基体上制备Fe基非晶涂层。根据诸多研究结果可知,影响Fe基非晶涂层耐腐蚀性能的因素主要有:非晶成分(如Cr、Mo、Ni、Nb等元素)、孔隙率、晶化相、粉末粒径、氧化物、喷涂工艺及参数、外界环境等。同时,研究者们还在提高喷涂非晶涂层耐腐蚀性的工艺措施方面取得了一些成果,包括热处理、封孔处理、激光重熔、氧化处理、离子注入、极化处理等。这些努力极大地推动了Fe基非晶涂层在海洋装备腐蚀防护中的实际应用。本文总结了Fe基非晶涂层耐腐蚀性能的影响因素和提升措施方面的相关研究进展,并简要分析了研究中存在的不足以及未来发展前景。

非晶合金的功能性研究进展

非晶合金又名金属玻璃,是21世纪兴起的一种新型功能材料,具有独特的内部结构,其原子在三维空间内呈无序排列,且长程无序,短程有序。特殊的原子结构导致非晶合金具有良好的综合性能,如较低的密度,高的强度、硬度、电阻率,以及优异的耐摩擦腐蚀性能和磁性等,因而得到广泛关注。随着科学技术的发展,非晶合金的研究也进入了崭新的阶段,人们除了对非晶合金的外观尺寸以及基础性能的研究外,还开始关注其作为新型的绿色功能材料在功能性方面的研究。本文论述了非晶合金在生物医学以及工业排放物降解、仿生电子薄膜、储氢(即吸收释放氢气)、电极、钎料、催化剂、纳米多孔材料、形状记忆合金、软磁及特殊方向(如导热、爆破、疏水)等功能性方面的研究进展。深入开展非晶合金的功能性研究,有利于推进非晶合金在相关领域的循环应用,也符合资源节约型、环境友好型的可持续发展理念。

高熵合金的性能研究进展

高熵合金(HEAs)是一种基于3至5种金属元素、各组元摩尔分数介于5%~35%的高合金化程度的新型材料。由于其多主元及化学无序的原子结构特点,该类合金具有优于传统合金的特殊性能,如高的强度和硬度、优异的抗腐蚀性能、良好的耐高温和抗氧化性能、优异的抗辐照及软磁性能等,在航空航天、生物制药、航海船舶等领域具有巨大的应用潜力。目前,高熵合金的研究主要以过渡族元素、轻质元素、难熔元素和稀土元素为主,研究方向集中在涂层、薄膜和制备技术等。而块体高熵合金因制备工艺受限、性能研究不完善等问题,其工程应用受到了极大的限制。本文从工程实际出发,介绍了高熵合金的定义及结构特征,主要讨论了影响块体高熵合金性能的因素如合金元素和制备工艺,综述了其高硬度和优异的耐磨性、耐腐蚀性能、热稳定性、抗辐照性能及低温性能的研究进展,并对高熵合金高温性能和抗辐照性能的研究提出了展望。