Ni_3Al薄膜涂层的制备与性能研究

利用PLD法制备的淀积态的Ni-Al薄膜经1073K/3600s(Ar气中)热处理后,可以获得以Ni3Al为基的Ni3Al/Ni复相薄膜涂层。这种复相涂层无论是强度(硬度)还是耐蚀性与未涂层的Ni相比,都有显著的提高。

高能微弧合金化制备Ni_3Al(Cr)涂层及其高温抗氧化性能

采用高能微弧合金化技术在K3合金表面制备了Ni_3Al(Cr)涂层;对其制备工艺进行了优化,并对涂层在1000℃下的氧化行为进行了研究。结果表明:用高能微弧合金化技术可在K3合金表面制备出微晶涂层,阳极材料采用铸态Ni_3Al(Cr)金属间化合物所得涂层能够与基体形成冶金结合;在1000℃下,所得涂层因晶粒细化可以在较短时间内生成连续保护性富铝/铬氧化膜,而铸态电极和K3合金不能形成连续致密的氧化膜,因此所得涂层比铸态Ni_3Al(Cr)电极和K3合金具有更好的抗氧化性能,并且NiO和尖晶石的生成量也减少。

轴向送粉等离子喷涂Ni/Al_2O_3涂层的力学及微波介电性能

以轴向送粉等离子喷涂法制备了Ni/Al2O3陶瓷涂层,分析了Ni含量变化对涂层材料的显微结构、力学性能及微波介电性能的影响.结果表明,随着Ni含量增加,涂层中Ni粒子的分布逐渐由孤立向部分桥连方式转变;陶瓷涂层的相对密度、抗弯强度呈下降趋势,这主要是由于在陶瓷涂层中Ni与Al2O3不润湿,Ni与Al2O3热膨胀系数不匹配从而形成空隙引起的.涂层断裂韧性随Ni含量的增加而升高,则是由于材料中Ni粒子发生了延展变形和引起裂纹转向.复介电常数性能测试结果表明,在8.2～12.4GHz微波频率范围内,陶瓷涂层复介电常数的实部值随Ni粒子含量的增加先逐渐上升后逐渐下降,复介电常数的虚部上升.这与Ni粒子形成的桥连结构有关.

镁合金表面制备Al_2O_3/Ni复合涂层抗腐蚀性的研究

为了改善镁合金的抗腐蚀性,用电泳沉积法在AZ91D镁合金表面沉积两种不同比例的Al_2O_3/Ni复合涂层。在干燥器皿中放置12 h后,放入真空烧结炉中,在300℃下保温4 h。通过X射线衍射,扫描电子显微镜和能谱仪对涂层的形貌,物相和微观结构进行分析;将试样浸泡在3.5wt%的Na Cl溶液中,通过电化学极化曲线和阻抗谱对涂层的抗腐蚀性进行测试。结果显示,与纯Al_2O_3涂层相比,Al_2O_3/Ni复合涂层由于添加了Ni,涂层孔隙率降低,同时降低了涂层与基底热膨胀系数的不匹配程度,提高了结合强度。在四种不同比例的涂层中,Al_2O_3与Ni质量比为1:3的复合涂层,表面结构更加均匀致密化,涂层的抗腐蚀性能最好。

SOFC用Ni/Al_2O_3金属陶瓷支撑层组织结构与气密性

采用氧乙炔火焰喷涂方法制备了含量不同的聚苯酯为造孔剂(PPHBA)的NiO/Al2O3涂层,系统地研究了造孔剂含量对涂层组织结构和气体渗透率的影响。研究结果表明,造孔剂的添加量对涂层的组织结构有显著影响,粉末中不添加造孔剂时,涂层的孔隙较少且分布均匀;涂层中添加造孔剂后,大气孔数量显著增多,且随着粉末中添加造孔剂含量的增加而增大。NiO/Al2O3涂层经高温还原处理后的渗透率显著高于喷涂态涂层渗透率,且气体渗透率随着喷涂粉末中造孔剂含量增加而增大。NiO还原处理后涂层的气体渗透率比喷涂态提高约一个数量级。

Hf对Pt改性γ'-Ni_3Al单相磁控溅射层氧化行为的影响

γ'-Ni3Al高温合金表面溅射纳米晶涂层和铂改性γ+γ'涂层的成分、结构与基体相近,涂层脆性、相容性等改善明显,但有关改性层抗高温氧化性的研究有待深入。通过磁控溅射方法在γ'-Ni3Al基高温合金表面沉积Ni3(Al,Hf)纳米晶涂层,在溅射层表面电镀1.5μm的Pt,1 150℃扩散退火1 h,得到Pt+Hf改性的γ'-Ni3Al单相涂层,不含Hf的涂层中没有明显的浓度梯度,而含Hf涂层中则有明显的浓度梯度。通过场发射扫描电镜(EFG-SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)和能谱(EDX)分析了涂层的结构与成分,考察了Pt改性γ'-Ni3Al单相涂层在1 050℃下空气中的氧化行为。结果表明:不含Hf的涂层生成外层为NiAl2O4、内层为Al2O3的复合氧化膜,含Hf的涂层均生成单一的Al2O3膜,Hf促进了Al的选择性氧化。适当含量的Hf降低了Pt改性γ'-Ni3Al涂层的氧化速率,但是过高含量的Hf则使得涂层的氧化速率升高。

Ni_3Al金属间化合物激光熔覆层的组织与性能

以镍粉及铝粉的混合粉末为熔覆材料,配比了Ni_3Al粉末成分,采用激光熔覆技术,在Q235钢基体表面制备了Ni Al合金涂层,分析了涂层的组织结构及形成机理,研究了其抗高温氧化性能。结果表明:采用合适的激光熔覆参数可以获得表面质量及结合性能良好的Ni Al合金涂层,涂层主要由γ'-Ni_3Al及γ-Ni构成。涂层组织均匀细密,没有明显的方向性。涂层显微硬度约为基体的2.6倍,抗高温氧化性能约为基体的4倍。

等离子喷涂氮化硼纳米片增强Ni3Al复合涂层的摩擦学性能

采用等离子喷涂技术在钛合金表面制备出六方氮化硼纳米片(BNNP)增强NiAl复合涂层。结果表明,涂层物相主要为原位生成的NiAl和少量AlO。相比于NiAl涂层,BNNP优异的力学性能和自润滑性能赋予复合涂层良好的减摩耐磨性能,其耐磨性能提高了约1.5倍。NiAl涂层的主要磨损机制是脆性断裂和三体磨粒磨损,BNNP/NiAl复合涂层的主要磨损机制则转变为轻微的磨粒磨损,且磨损表面BNNP润滑转移膜的形成有益于抑制对磨偶件的接触损伤。