TiAl合金表面Al-Y渗层的抗热腐蚀性能

针对TiAl合金抗热腐蚀性能不足的问题,采用扩散渗法在其表面制备了Al-Y渗层,研究了催化剂类型对渗层组织结构的影响,分析了渗层的热冲击性能,对比研究了TiAl基体和Al-Y渗层在25%NaCl+75%Na2SO4熔盐(质量分数wt.%)中的热腐蚀行为。结果表明:用不同催化剂制备的Al-Y渗层具有相似的结构,与基体均为良好的冶金结合,由外向内均由富Al外层、TiAl_(3)中间层和TiAl_(2)内层构成,但当采用NH_(4)Cl为催化剂时,渗层的致密度和均匀性较用NaF和AlCl_(3)∙6H_(2)O催化剂好。在1000℃热冲击下,Al-Y渗层较基体合金具有更强的抗热冲击性能。TiAl合金在热腐蚀时,基体中的片层状α_(2)-Ti_(3)Al相首先与O、S介质发生选择性腐蚀,随后形成灾难性腐蚀;而Al-Y涂层在热腐蚀初期会形成致密的Al_(2)O_(3)氧化膜,有效地保护了渗层,随着热腐蚀时间的延长,由于渗层内原子的内外扩散和腐蚀应力,渗层逐渐开裂,裂纹成为O和S元素的扩散通道,但在此过程中,渗层中的TiAl_(3)相发生分解,为裂纹部位提供Al源并形成Al_(2)O_(3)来填补裂纹,延缓了O和S原子的内扩散速率,增强了TiAl合金的耐热腐蚀性能。

TiAl合金表面Al-Y渗层摩擦磨损性能研究

通过930℃下保温2 h的扩散渗工艺在TiAl合金表面制备了Al-Y渗层。采用SEM、XRD、EDS分析了渗层的组织结构及相组成,对比研究了TiAl基体及渗层与GCr15球对磨的摩擦磨损行为。结果表明:930℃下制备的Al-Y渗层具有复合结构,厚度约为50μm,主要由富Al的TiAl3外层以及TiAl2内层组成,渗层与基体为良好的冶金结合;TiAl基体的磨损机理为犁削磨损和磨粒磨损,而Al-Y渗层未发生明显的磨损,Al-Y渗层的制备可以有效提高TiAl合金的抗摩擦磨损性能。

DZ125合金表面Cr-Al-Y涂层抗高温氧化性能及摩擦性能

目的提高DZ125合金的抗高温氧化性能和耐磨性。方法采用包埋渗技术在DZ125合金表面制备Cr-Al-Y涂层,分析Cr-Al-Y涂层经高温氧化后的组织结构和相组成,对比研究涂层与基体的摩擦行为。结果Cr-Al-Y涂层具有多层组织结构,经高温氧化100 h后,涂层的平均质量损失量仅为0.85 mg/cm^(2)。由于在高温氧化过程中Cr-Al-Y涂层形成了连续致密的Al_(2)O_(3)和Cr_(2)O_(3)氧化膜,随着氧化温度的升高,涂层表面的氧化速率增大,导致氧化产物剥落,并出现表面缺陷。Cr-Al-Y涂层的摩擦因数明显低于DZ125基体的摩擦因数,DZ125合金的摩擦因数约为0.45,Cr-Al-Y涂层的摩擦因数约为0.2。在摩擦过程中,DZ125合金发生了犁削磨损和磨粒磨损,涂层表面发生了磨粒磨损。结论该涂层具有优异的抗高温氧化性能,连续致密的Al_(2)O_(3)氧化膜和Cr_(2)O_(3)氧化膜能够有效阻挡氧化性气氛与基体直接接触,从而降低氧化速率。Cr-Al-Y涂层的摩擦因数明显低于DZ125基体的摩擦因数,在磨损过程中涂层表面的氧化膜能有效阻挡GGr15球与基体发生直接接触式对磨,并且形成的Al_(2)O_(3)和Cr_(2)O_(3)起到了润滑相的作用,从而减小了摩擦因数,降低了磨损率,提高了合金的耐磨性。

Ni-Cr-Al-Y涂层真空热处理过程中元素的行为

采用电弧离子镀技术在铸造镍基合金 Ｋ１７和 Ｎｉ３Ａｌ基合金 ＩＣ－６上沉积 Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｙ涂层结果表明，在沉积过程中由于电弧离子镀的“溅射”和“反溅射”效应以及基体和涂层发生互扩散的共同作用下，沉积的 Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｙ涂层在靠近基体区含有少量基体元素，如 Ｃｏ， Ｔｉ和 Ｍｏ等 Ｋ１７合金中的 Ａｌ元素可抑制 Ｃｒ由涂层向基体扩散 ＩＣ－６合金中由于还含有 Ｍｏ元素，使这种抑制作用进一步增强在 １０５０ ℃真空热处理时，各元素互扩散能力增强，大量的 Ｃｒ克服 Ａｌ和 Ｍｏ元素的束缚向基体扩散，最终使两种合金上沉积的Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｙ涂层中的元素均匀分布。

Al-Y合金中金属间化合物力热性能的第一性原理计算

针对Al-Y合金中的Al Y、Al2Y、Al3Y金属间化合物有关力热性能,采用密度泛函理论、第一性原理以及CASTEP软件进行了理论计算。首先,对五种不同结构金属间化合物的结构进行了优化,并得出了平衡晶格常数。在此基础上,计算得到了它们的生成热、结合能以及弹性系数,并对计算结果进行了理论分析。计算结果表明:在上述五种不同结构的金属间化合物中,其主要的强化相Al2Y合金化形成能力最强,而且结构也较稳定,脆性最强。

Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜制备及光电性能研究

采用溶胶-凝胶法,在玻璃衬底上制备出Al-Y共掺杂的ZnO透明导电薄膜。X射线衍射(XRD)表明,Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有C轴择优取向。制备的Al-Y共掺杂ZnO薄膜电阻率最小值为1.63×102Ω·cm,在可见光区(400-800 nm)平均透过率超过85%。

Al-Y共渗涂层的研究

本文用含钇的特殊料浆做底层,用Cr-Al料浆做保护层,在1060℃氩气保护下保温1h,获得了含稀土钇的涂层。电子探针微区成分分析结果表明,钇存在于涂层的中间部位并以Ni_5Y金属间化合物的形式存在。1000℃空气中氧化结果表明,一次Al-Y共渗涂层抗氧化性能很差,涂层中出现了大量的钇和铝的内氧化。经二次渗铝的Al-Y共渗涂层的抗氧化性能明显优于单渗铝涂层。

非晶Al-Y-Nd-Ni合金的晶化行为

采用单辊旋淬快速凝固方法制备出Al85Y4Nd4Ni7的薄带合金 ,对快速凝固合金进行DSC分析和X射线衍射分析并测试了合金显微维氏硬度。结果表明 :在激冷态时 ,合金组织为非晶与过饱和α Al共存 ;在 3 10℃退火时 ,非晶转变为nm级Al晶 ,同时出现了三元亚稳相AlNiY与AlNdNi;在 3 40℃和 40 0℃退火后 ,亚稳相并没有完全消失 ,只是部分地转变为二元平衡相Al3 Ni和Al3 Nd。材料的硬度值在 3 10℃和 3 40℃退火后几乎一样 ,都比激冷态明显提高 ,然而在 40 0℃退火后 ,材料的硬度值却急剧下降 ,这是由于晶粒长大造成的。

Al-Y-Fe合金玻璃形成能力及其热稳定性

为了分析Al-Y-Fe三元合金的玻璃形成能力和热稳定性,采用熔体急冷法制备了Al(100-2x)YxFex(其中x=3,4,5,6,7,8,9)、Al89Y5Fe6、Al88Y5Fe7和Al87Y5Fe8合金条带.利用x-射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)表征了急冷态和部分晶化后条带的结构,运用示差扫描量热仪(DSC)分析了合金的玻璃转变和晶化行为.结果表明,Al88Y6Fe6、Al84Y7Fe7、Al89Y5Fe6和Al88Y5Fe7可以形成完全非晶合金;Al88Y5Fe7非晶合金280℃等温退火30 min析出纳米尺寸Al晶体,370℃等温退火30 min Al晶体发生进一步长大并有金属间化合物析出.

用机械合金化法制备Al-Y-Ni非晶合金

本文用热力学和动力学分析了Al—Y—Ni合金系在机械合金化过程中实现非晶转变的能力。用机械合金化方法成功地获得了Al—Y—Ni非晶合金粉末,其非晶属性由X射线衍射和热分析实验得到证实。并研究了球磨强度对Al—Y—Ni合金系球磨非晶转变的影响,发现强度过高不利于非晶转变。

Cu-Al-Y合金表面渗铝研究

用催渗和不催渗两种渗剂在不同温度下对CuAlY合金表面渗铝,利用工业N2气中的余氧作为内氧化介质对渗铝后的试样进行内氧化,在试样表面制备一层细小弥散的Al2O3粒子。对渗铝层的显微组织、内氧化层的硬度分布及显微组织进行了初步分析。结果表明,催渗剂对CuAlY合金渗铝具有明显的催渗效果,在同等工艺条件下渗铝层较厚且更加均匀;内氧化后,能在试样表面形成厚度为280μm左右的Al2O3弥散强化层。

温度对TiAl合金表面Si-Al-Y共渗层组织结构的影响

通过在1000,1050,1100℃和1150℃下Si-Al-Y扩散共渗4h的方法,在TiAl合金表面制备了Y改性Si-Al共渗层,采用SEM,EDS和XRD分析了共渗温度对共渗层组织及相组成的影响。结果表明:不同温度所制备的Si-Al-Y共渗层均具有多层复合结构,共渗层的内层都是由TiAl2和γ-TiAl相组成,互扩散区为富Al的TiAl相,随温度的升高,共渗层外层和中间层的组成相都发生改变。经1000℃/4h共渗的最外层主要为TiAl3相;温度为1050℃时,由外向内依次为TiSi2外层,(Ti,X)5Si4及(Ti,X)5Si3(X表示元素Nb和Cr)中间层;1100℃和1150℃/4h条件下共渗层具有相似的结构,在1100℃/4h条件下其外层由(Ti,X)5Si4,(Ti,X)5Si3相组成;在1150℃/4h条件下其外层由(Ti,X)5Si3相组成。在四种温度条件下,1050℃/4h下制备的共渗层较厚,组织致密,适合用于Si-Al-Y共渗层的制备。

Al-Y包晶合金非平衡凝固过程及组织特征

包晶凝固过程中小平面-小平面两相复相生长方式是凝固领域研究的一个热点。以初生相和包晶相都是严格计量比金属间化合物的Al-Y包晶合金作为研究对象,利用DSC热分析技术,严格控制冷却速度,获得不同凝固条件的非平衡凝固试样,研究了两相为小平面相的Al-Y包晶合金的凝固行为。发现小平面-小平面包晶系合金包晶凝固过程中,非平衡凝固特性及宏观偏析特点比非小平面包晶系更加明显。凝固特征温度与平衡相图偏差明显,包晶反应温度和包晶相直接凝固温度都远高于平衡相图给定的值,相对于相图是在"过热"条件下发生的,而固溶体型包晶合金一般是在"过冷"条件下发生的。包晶转变过程非常微弱,致使初生相残留量远高于平衡相图。即使对于过包晶成分的合金,其凝固组织中仍存在大量的共晶凝固组织,最终得到的凝固组织与平衡相图存在显著差异。

Fe-15Cr-4Al-Y合金中的Y-Fe相及其作用

在含０２％～１４％Ｙ的Ｆｅ１５Ｃｒ４ＡｌＹ合金中，１～１０μｍ的ＹＦｅ相质点弥散分布，其硬度高于α相的２倍，组成可用Ｙ２（Ｆｅ７６Ｃｒ１２Ａｌ１１Ｓｉ）１７表示。ＹＦｅ相强烈俘获α相中的碳原子，使合金在固溶处理状态下的Ｓｎｏｅｋ内耗峰消失，在７００℃下析出碳化物。ＹＦｅ相质点通过阻止晶粒长大而抑制合金的高温脆化，通过俘获碳原子而延缓４７５℃脆性发展。此外，它们还有提高热强性和抗氧化性的作用。在高温下，ＹＦｅ相质点直至１３３０℃时仍保持其稳定性，在１３５０℃时发生共晶熔化，这时，ＹＦｅ相改善性能的各种作用突然消失。

Cu-Al-Y合金稀土渗铝层及内氧化研究

利用稀土化合物CeCl3对Cu-Al-Y合金表面进行催渗渗铝,采有工业N2中的余氧作为内氧化介质对Cu- Al-Y合金渗铝后的试样进行内氧化,从而制备Cu-Al2O3复合材料的新方法。研究结果表明:稀土化合物CeCl3 在渗铝和内氧化过程中有着明显的促进作用,能在Cu-Al-Y合金表面得到一层均匀的渗铝层。内氧化后,能在渗铝层形成Al2O3弥散硬化层。

Cu-Al-Y合金稀土渗铝及内氧化研究

利用稀土化合物CeCl3对Cu-Al-Y合金表面进行催渗渗铝,采用工业N2中的余氧作为内氧化介质对Cu-Al-Y合金渗铝后的试样进行内氧化制备Al2O3/Cu复合材料的新方法,并进行了初步的试验研究与理论分析。结果表明:稀土化合物CeCl3在渗铝和内氧化过程中有着明显的促进作用,能在Cu-Al-Y合金表面得到一层均匀的渗铝层。内氧化后,能在渗铝层形成Al2O3弥散硬化层。

溅射Co-Cr-Al-Y涂层的结构

研究了平面磁控溅射Co-30Cr-6Al-0.5Y涂层的结晶组织及溅射参数对它的影响。结果表明,溅射层由hcp ε-Co或fcc α-Co钴固溶体与极少量βCoAl相组成。ε-Co在〈100〉,fcc α-Co在〈110〉方向有择优取向,晶体类型和择优取向程度与溅射条件有关。溅射时样品在靶前固定,则溅射层晶粒细,结构致密,表面光洁度好;样品在靶前旋转,则结果相反。

Al-Y共掺杂对ZnO纳米棒形成及光催化活性的影响

以Zn(NO3)2·6H2O,Al(NO3)3·9H2O,Y(NO3)3·6H2O和Na OH为原料,采用溶液法制备了Al-Y共掺杂Zn O光催化剂(Al-Y/Zn O),并用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)考察了Al,Y共掺杂对Zn O纳米棒形成及形貌的影响。结果表明,Al-Y共掺杂对Zn O晶粒大小基本没有影响,但会严重抑制Zn O纳米棒的生成,促使碱式硝酸锌(Zn5(OH)8(NO3)2·2H2O)的生成。以甲基橙(MO)为模型污染物考察了Al-Y共掺杂对Zn O纳米棒光催化活性的影响。结果发现,适量的Al-Y共掺杂会显著提高Zn O纳米棒的光催化活性。

Mg-Sr-Al-Y合金的微观组织结构与高温压缩变形行为

为改善镁合金耐热性能,以Mg-Sr-Y三元合金为基础,采用"熔-浸"还原法,制备Mg-Sr-Al-Y合金。借助XRD、OM、SEM、TEM和带有加热装置的万能拉伸试验机等手段,研究分析了Mg-Sr-Al-Y合金的显微组织、力学性能和高温压缩变形机制。结果表明:Mg-Sr-Al-Y合金由α-Mg、Mg17Sr2和Al2Y相组成;Mg-Sr-Al-Y合金的流变应力随压缩温度升高而降低,随应变速率增大而提高;应变速率较低时,Mg-Sr-Al-Y合金再结晶较为明显。该研究通过添加金属Al,明显改善了Mg-Sr-Y合金的显微组织,提高了Mg-Sr-Al-Y合金的高温压缩性能。

Zr-Cu-Al-Y非晶合金的制备及性能研究

采用铜模铸造法对Zr47-xCu46Al7Yx(x=3～7)非晶合金进行了研究,成功地制备出临界直径为6 mm的Zr42Cu46Al7Y5四元大块非晶合金;研究了Y含量对非晶合金的形成和性能的影响。结果表明,压缩变形呈现弹性变形、脆性断裂特性,非晶合金的硬度随Y含量的增加而增加。该非晶合金具有较好的压缩断裂强度、维氏硬度以及良好的弹性。