Fe20Cr4.5Al微晶和含Y_2O_3弥散氧化物微晶涂层的高温氧化性能

采用自行研制的高频电脉冲沉积 (HFESD)设备在Fe2 0Cr4.5Al合金表面分别制备了Fe2 0Cr4.5Al微晶涂层与Fe2 0Cr4.5Al-Y2 O3 弥散氧化物微晶涂层 .在 10 0 0℃和 110 0℃静态空气中 ,对合金基体和施加涂层试样进行了2 0 0h的恒温氧化实验 .结果表明 :在两种实验温度条件下 ,含有Y2 O3 弥散氧化物颗粒的微晶涂层 ,完全消除了Al2 O3 氧化膜中的凸脊 ,细化了氧化膜的晶粒 ,抑制了氧化膜的剥落 ,大大地提高了氧化膜的致密性和粘附性 .单一的微晶涂层则部分抑制了凸脊状氧化膜的形成 ,氧化膜由脊状氧化物和细晶氧化物混杂组成 .涂层对氧化增重的影响则与氧化温度 -氧化膜的生长速率有关 ,在 10 0 0℃下 ,涂层试样的氧化增重均有所降低 ,其中弥散氧化物微晶涂层试样的氧化增重最低 ;在 110 0℃下 ,施加微晶涂层和弥散氧化物涂层对氧化增重影响很小 .微晶和Y2 O3 弥散氧化物颗粒在提高Al2 O3 氧化膜保护性方面具有“协同效应” .

CoCrAl微晶涂层对TiAl金属间化合物抗高温氧化性能的影响

研究了TiAl金属间化合物及溅射Co—30Cr—5Al微晶涂层对其在900—1000℃下抗氧化性能的影响结果表明,TiAl的氧化动力学近于直线规律,表面形成以TiO_2为主的层状、疏松氧化膜,且氧化膜与基体合金之间粘附性较差,不具保护性而30μm的Co—30Cr—5Al微晶涂层可使TiAl的抗氧化性能大大提高,涂层表面能够形成粘附性良好的Al_2O_3保护膜但由于在氧化过程中,Co向基体扩散,在涂层与基体之间形成大量Kirkendall空洞。

NiAl微晶涂层对两种NiAl基共晶合金高温氧化性能的影响

研究了磁控溅射NiAl微晶涂层对NiAl-28Cr-5Mo-1Hf和NiAl-33.5Cr-0.5Zr两种共晶合金在1000-1150℃静态空气中氧化性能的影响.添加Cr,Mo,Hf,Zr等元素使NiAl合金由单相转变为多相结构,高温氧化后表面分别形成抗氧化性能较差的Al2O3+Cr2O3十HfO2和Al2O3+Cr2O3十ZrO2复合氧化膜,并且发生严重的内氧化.施加NiAl微晶涂层后,高温下表面形成致密的单一氧化物Al2O3,抗氧化性能得到明显提高.

Ni-20Cr-Y_2O_3弥散氧化物微晶涂层及其高温氧化性能

采用高频电脉冲沉积技术在Ni 2 0Cr合金表面上沉积MGH75 4ODS合金 ,获得了Ni 2 0Cr Y2 O3 弥散氧化物微晶涂层。在 10 0 0℃空气中对Ni 2 0Cr合金及施加涂层的试样进行 10 0h的氧化实验。结果表明 ,微晶化和添加弥散氧化物 (Y2 O3)促进了铬发生选择氧化形成Cr2 O3 氧化膜 ,提高了合金的抗高温氧化性能和氧化膜的粘附性。用AFM ,SEM ,EDS和XRD分别对Ni 2 0Cr合金与Ni 2 0Cr Y2 O3 弥散氧化物微晶涂层的形貌、结构和成分进行了研究 ,讨论了弥散氧化物微晶涂层改善Ni 2 0Cr合金高温氧化性能的协同作用机理。

溅射Cu-Cr合金微晶涂层的氧化

采用磁控溅射法制备了不同含Ｃｒ量的 Ｃｕ－Ｃｒ合金微晶涂层，并研究其在７００与 ８００ ℃， ０．１ＭＰａ纯氧气中的氧化．结果表明： Ｃｕ－Ｃｒ合金微晶涂层的氧化行为明显不同于普通的 Ｃｕ－Ｃｒ合金， Ｃｕ－Ｃｒ合金微晶涂层氧化后均形成了连续的 Ｃｒ２Ｏ３层，且含 ４０％ Ｃｒ的 Ｃｕ－Ｃｒ合金微晶涂层氧化后形成了单一的Ｃｒ２Ｏ３膜，本文结合双相合金氧化的特点对实验结果进行了讨论．

单晶高温合金溅射NiCrAlY微晶涂层的循环氧化行为

采用磁控溅射方法在镍基单晶高温合金基体上制备了晶粒平均尺寸小于 10 0nm的Ni 30Cr 12Al 0 3Y微晶涂层 ,并对基体和涂层在 10 5 0℃下的抗循环氧化行为进行了研究。结果表明 :基体经过 2次循环后 ,氧化膜即出现剥落 ,基体表面形成的氧化物主要是NiO和Cr2 O3,保护性能不及Al2 O3;而微晶涂层在循环氧化过程中形成Al2 O3保护膜 ,经过 10 0次循环后Al2 O3氧化膜仍完好无损。真空热处理提高了涂层氧化膜形成的均匀性。

高频电脉冲沉积铝化物微晶涂层的氧化行为

采用新型高频电脉冲沉积技术在１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢表面上获得了晶粒尺寸约为几十到几百纳米的微晶铝化物涂层在１０００℃空气中恒温氧化１００ｈ的实验结果表明：获得的铝化物微晶涂层具有优异的抗高温氧化性能，而且显著提高了氧化膜的抗剥落能力．施加铝化物涂层后，１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢的氧化膜由以 Ｆｅ的氧化物为主转化为以Ａｌ的氧化物为主．由于材料表面的铝化物涂层为微晶层，提高ＴＡｌ的选择氧化能力和氧化膜的粘附性．

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．

NiAl微晶涂层对NiAl-TiC复合材料高温氧化性能的影响

研究了磁控溅射 ＮｉＡｌ 微晶涂层对ＮｉＡｌ－ＴｉＣ（２０％，体积分数）复合材料１０００－１１００℃高温氧化性能的影响．结果表明，ＮｉＡｌ微晶涂层大大提高了ＮｉＡｌ－ＴｉＣ复合材料的恒温及循环氧化性能，降低氧化速率几个数量级，对于 ＮｉＡｌ－ＴｉＣ复合材料来说，其表面形成以ＴｉＯ２为主的复合氧化物，而施加 ＮｉＡｌ微晶涂层后，其表面氧化物主要是 Ａｌ２Ｏ３．

高温合金微晶涂层上氧化膜的修复性

本文研究了一种镍基高温合金K38G的微晶涂层上保护性氧化膜的修复性。结果表明,溅射微晶涂层上的氧化膜有优良的修复性,氧化膜剥落后,涂层仍具有优良的抗高温氧化性能。氧化膜局部小范围剥落后,表面仍能生成单一的Al_2O_3,氧化膜。氧化膜大面积剥落后,虽然生成由(Al、Cr)_2O_3与TiO_2组成的复合外氧化膜,但它具有优良的防护性和粘附性。

磁控溅射Ni-0.5Y微晶涂层高温氧化机理研究

研究了纯镍及其表面磁控溅射Ni 0 5Y微晶涂层在 10 0 0℃空气中的恒温氧化和循环氧化行为。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜 (TEM)对涂层以及表面NiO膜的形貌和结构进行了研究。此外 ,还用激光拉曼 (Raman)谱对两种样品表面NiO膜内应力大小进行了测量。结果表明 ,Ni 0 5Y微晶涂层与基体镍相比有更低的氧化增重速率 ,表面NiO氧化膜的晶粒尺寸明显减小 ,膜的高温塑性得以改善。同时 ,氧化膜内的压应力水平也有所降低 ,因而改善了NiO膜的粘附性和保护性。

水蒸气对Ni-20Cr合金及其溅射微晶涂层1000℃氧化行为的影响

研究了Ni- 2 0Cr合金及其溅射微晶涂层在 10 0 0℃下H2 O/O2 中的氧化行为 .结果表明 :该合金在水蒸气中的氧化增重随着水蒸气的增加而减小 ,而且水蒸气的含量影响氧化膜的组成 .对于溅射微晶涂层 ,水蒸气的含量只影响氧化增重 .通过金相、X射线衍射、SEM (带有EDX)观察分析了氧化产物 .

MA956 ODS合金微晶涂层对1Cr18Ni9Ti不锈钢氧化性能的改善

采用高频电脉冲沉积技术在１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢表面上沉积了厚度约为５０μｐ的ＭＡ９５６ ＯＤＳ合金纳米微晶涂层、涂层与基体之间呈现良好的冶金结合．在１０００℃静态空气中对 １Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ试样与表面施加涂层试样进行了总计１００ｈ的恒温氧化实验．用ＡＦＭ，ＳＥＭ，ＥＤＸ和 ＸＲＤ分别对涂层和氧化后试样的形貌。成分和组成进行了观察和分析．结果显示：１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ 表面沉积ＭＡ９５６ＯＤＳ。合金纳米微晶涂层促进了Ｃｒ的选择氧化，提高了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ表面氧化 膜的粘附性，改善了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ抗高温氧化性能．

高温合金微晶涂层的发展

高温合金微晶涂层是一种新的高温合金防护涂层体系。与目前通常采用的涂层不同，它的成分与基体合金基本相同。这种涂层具有良好的抗氧化性能，而且由于与基体成分相同，避免了传统涂层高温使用后在涂层与基体间因互扩散形成的脆性有害相等。高温合金微晶涂层是在激晶化对铁、锦基等各类合金抗氧化性能影响的基础上发展起来的。综述了国内外研究微晶化影响铁基合金、金属间化合物、高温合金等氧化性能的研究情况，着重介绍了高温合金溅射微晶涂层的研究结果及发展方向。

Ti-48Al-8Cr-2Ag微晶涂层的高温氧化

研究了微晶涂层Ti-48Al-8Cr-2Ag(at.%)在不同基体上(TiAlNb以及TiAlCrAg)1 000℃下的抗高温氧化性能.结果表明:二者的表面都形成保护性的Al2O3膜,且均无剥落发生,但二者的氧化速率不同,TiAlNb上的涂层氧化速率大于TiAlCrAg基体上的涂层,TiAlNb上涂层的氧化在涂层以及涂层/基体界面有明显的空洞.

高温合金微晶涂层

发展了一种全新的高温合金防护涂层一高温合金微晶涂层。与传统的扩散型铝化物涂层,MCrAlY包覆涂层及Y_2O_3稳定的ZrO_2陶瓷涂层完全不同,它可以采用与基体合金成分完全相同的微晶进行自防护,从而避免了传统涂层的一些缺点。 用磁控溅射方法获得了晶粒尺寸小于0.5μm的CoCrAl微晶涂层。

串联电脉冲沉积Co-Cr弥散Y_2O_3合金化微晶涂层

提出了一种利用被沉积基体材料作为感应电极 ,脉冲电源的输出两极均作为沉积电极的串联电脉冲沉积涂层技术 ,以Co3 0Cr合金为沉积电极 ,利用串联电脉冲沉积技术成功地在 18 8不锈钢基体上沉积了Co Cr合金化微晶涂层和弥散Y2 O3细小颗粒的Co Cr合金化微晶涂层 ,并在 95 0℃静态空气中进行了涂层氧化试验。通过氧化动力学和SEM ,XRD等分析表明 ,串联电脉冲沉积的合金化微晶涂层具有良好的抗高温氧化性能 。

双极串联脉冲放电沉积微晶涂层的高温氧化行为

提出了一种以脉冲电源两极作为沉积电极 ,以被处理试样作为感应电极 ,发生串联脉冲放电沉积金属涂层的新技术。通过“针—板—针”电极放电实验证实了上述串联脉冲放电过程。采用改进的双极串联电脉冲沉积设备在 1Cr18Ni8不锈钢基体上沉积了 1Cr18Ni8微晶涂层和弥散Y2 O3 微小颗粒的 1Cr18Ni8微晶涂层。在 95 0℃空气中进行的高温氧化实验结果表明 ,获得的 1Cr18Ni8微晶涂层极大地提高了抗高温氧化性能 ,同时还证实在微晶涂层中施加微小弥散Y2 O3

电脉冲沉积铝化物微晶涂层的高温腐蚀行为

采用自行设计的振动式电脉冲沉积装置在Q235钢表面沉积厚度达100μm的铝化物微晶涂层,并研究涂层的高温腐蚀行为。采用振动式电脉冲沉积技术沉积涂层时,铝电极与工件瞬时接触放电,可以达到很高的温度,从而形成了铁铝金属间化合物涂层,而且涂层与基体为冶金结合;涂层冷却速度很快,由此获得微晶结构涂层;流动的氩气可有效地保护涂层的质量。将沉积铝化物微晶涂层的Q235钢分别在600℃空气中氧化200h和600℃99.98%SO2气氛中硫化50h,然后进行SEM、EDS和XRD分析。结果表明,沉积铝化物微晶涂层后Q235钢的抗氧化和硫化性能均大幅度提高。

Ni-3Cr-10Al合金溅射微晶涂层的抗氧化行为

通过真空离子溅射法，在Ｎｉ－３Ｃｒ－１０Ａｌ铸态合金表面获得厚度约为３０μｍ的Ｎｉ－３Ｃｒ－１０Ａｌ微晶涂层。在１０００℃下空气中氧化５００ｈ，与铸态合金相比。