铌钨合金高温抗氧化涂层中粘结剂对表面和性能的影响研究

粘结剂是料浆熔烧法制备铌钨合金高温抗氧化涂层不可或缺的一种水溶性多分子聚合物,本文通过分析铌钨合金试片高温抗氧化涂层的表面和断面微观形貌及高温性能测试,论述了制备悬浮类涂层料浆中粘结剂的添加对铌钨合金高温抗氧化涂层表面质量和高温性能的影响。研究发现添加粘结剂会对涂层表面质量和高温性能产生影响,而不同的粘结剂添加量对涂层表面质量和高温性能的影响也不尽相同,粘结剂添加量不足对涂层表面质量影响甚微,但是高温性能下降,而粘结剂添加量过多会造成涂层表面质量下降,涂层开裂,并伴随着涂层高温性能下降,只有选择适量的粘结剂添加量才能确保涂层表面质量和高温性能同时显著提升。     

钽十钨合金表面硅化物涂层制备及失效分析

钽十钨合金（Ta10W）具有很高的高温强度、良好的延展性、可焊性和优良的耐腐蚀性能,适用于高温、高压、耐腐蚀等工作环境,广泛应用在化工、航空航天、原子能工业和高温元器件等领域。但Ta10W合金大气下的高温抗氧化性能则相对较差,在500℃时Ta10W合金就会出现＂pest＂氧化现象,温度越高,氧化越剧烈,直至完全＂粉化＂破坏。采用1500℃～1600℃,保温10min～30min的料浆熔烧工艺,在合金表面制备具有良好热稳定性和高温抗氧化性的硅化物涂层,涂层可以保护合金基体不受高温腐蚀或减缓腐蚀速率,保持合金基体成分不变,可以保留室温下基材强度不低于原基材强度的90%,延伸率不低于10%。通过观察分析,发现合金表面硅化物涂层静态抗氧化失效是由于涂层不断氧化脱落造成,热震抗氧化失效是由于涂层与基材之间的热膨胀系数差异形成细微裂纹导致。涂层与基材之间的热膨胀系数越接近,涂层的抗热震性能越优异。     

涂层对热电偶热电性能及大气中寿命的影响

在难熔金属热电偶表而施加涂层的目的,旨在使原仅限和真空、中性及还原气氛中测量的热电偶能在大气中使用.本文讨论涂层对难熔金属热电偶在氧化气氛的"热电势—温度","热电势—时间"的关系及其寿命的影响.具有涂层的W/M.热电偶在氧化气氛(常压下1500℃取得263小时±1%t的最高记录,而W-Re热电偶存1500℃试验的前70小时偏差也在1%t内.而没有涂层的热电偶仅支持数分钟便破坏.     

汽车电器用钨接点材料通过技术鉴定

我国汽电用钨棒多年来存在着脆断、劈裂、韧性差、加工成材率低、抗氧化能力差和使用寿命短等问题,严重地影响了汽车电器的使用性能。为了提高国产钨接点的质量,保证国内汽车工业发展的需要,进而利用我国钨资源优势,尽快使钨接点材料进入国际市场,我院和本溪     

多弧离子镀制备TiN／AlN纳米多层膜及其超硬效应

采用多弧离子镀技术在高速钢表面制备TiN/AlN纳米多层膜,并对 TiN/AlN纳米多层膜的表面形貌、调制机构进行表征.通过对薄膜显微硬度的测试发现,纳米多层膜的显微硬度明显高于TiN 或AlN单层薄膜的显微硬度,具有明显的超硬效应.对比试验表明,TiN/AlN纳米多层膜涂层刀具比TiN 涂层刀具具有更长的使用寿命.     

陶瓷涂层/GH202合金界面显微组织的演化

航天发动机工作时,要求燃气通道内表面具有优越的抗高温、抗氧化性能和良好的机械性能.作者在GH202合金制备的火箭发动机关键零件表面加涂高温无机涂层,并通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及硬度测试,观察和分析了涂层/GH202合金界面显微组织的演化.研究结果表明GH202合金表面高温无机涂层经历了1000℃25℃的50次热循环后,涂层无崩裂、脱落现象,涂层与基体结合牢固,性能良好.在1000℃时的扩散退火过程中,合金中的Cr元素向涂层/基体合金界面扩散,在涂层一侧形成富Cr元素的化合物层,在基体一侧形成富Ti,Al元素的晶间氧化物层;涂层中主要元素Si向金属基体中扩散.为提高涂层与基体合金的结合强度以及涂层的热腐蚀性能提供了依据.     

掺杂钨绞丝再结晶行为对真空喷镀用绞丝螺圈寿命的影响

本文通过对φ0.65mm WAI-1丝的再结晶行为的研究,发现钨绞丝螺圈组织性能的不均匀性和内应力极大地影响着绞丝的再结晶行为,从而缩短了钨绞丝螺圈的使用寿命。实验表明,在一定条件下经过再结晶退火的螺圈钨纹丝,能形成长宽比大的燕尾搭接的晶粒结构,使钨绞丝具有优良的高温抗蠕变性能,从而提高螺圈的使用寿命1.5倍。     

钨异形件等离子喷涂近净成形技术研究

采用等离子喷涂近净成形技术制备钨喷管、钨药型罩等薄壁或复杂形状零部件,研究热等静压温度、压力及处理时间对其致密度、组织结构、显微硬度及拉伸强度等性能的影响.研究结果表明:喷涂成形件为典型的柱状晶层片结构,粒子层结合部位存在较多孔隙及微观缝隙,成形件致密度为85.6％,其显微硬度和拉伸强度等力学性能偏低.经低压热等静压( 1600℃,10 MPa,60 min)、高压热等静压(1600℃,150 MPa,120 min)及二步热等静压(1600℃,10 MPa,60 min和1600℃,150 MPa,120 min)处理后,随着热等静压压力的升高以及处理时间的延长,钨构件的相对密度、显微硬度及拉伸强度逐渐增大,多面体再结晶晶粒逐渐长大,沉积层仍保持原始的层片结构.然而,当热等静压温度显著升高及时间延长(2000℃,10 MPa,360 min),样品由层片结构转变为颗粒结构,再结晶晶粒显著长大,断口呈典型的穿晶断裂形貌.     

钨氧化物氢还原的高温X射线衍射研究

本文应用高温 X 射线衍射方法研究了以 W_(20) O_(58) 为主相的蓝钨和 WO_3(黄钨)的氢还原动态相变过程.所得高温衍射测试效据经电子计算机处理,定量地绘出动态相变图和还原动力学曲线图.比较了湿氢和干氢两种气氛下还原的结果,并探论了还原机理.     

稀土元素La,Y对钨材显微组织和性能的影响

本文借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射技术等手段研究了稀土钨加工材的显微组织和性能、稀土第二相粒子在加工和退火过程中的变化规律及稀土钨材的再结晶行为特征。结果表明:稀土元素La,Y的存在强烈地抑制垂熔过程中钨晶粒的长大,而且Y的抑制作用更为显著;随着加工过程的进行,将发生大尺寸第二相粒子的变形和破裂而小尺寸粒子不变形的过程,这一过程将改变第二相粒子在钨基体中的弥散状态,最终影响到钨材的加工性能、再结晶行为及热电子发射性能;此外第二相粒子在高温下的稳定性也是影响材料高温性能、再结晶行为和热电子发射性能的关键因素。     

不同热处理气氛下制备CDC涂层

碳化物衍生碳(CDC)以其独特的特性被广泛应用在气体存储和摩擦学等领域.氯气刻蚀法制备CDC涂层具有操作简单、成本低、易控制等优点.实验系统研究了热处理气氛中氯气含量对CDC涂层性能的影响,通过激光共聚焦显微镜、高温摩擦磨损试验机、显微硬度仪、划痕仪等检测手段,分析了CDC涂层性能与热处理气氛之间的关系.结果表明,在氯气体积分数为5%～9%条件下1 175℃保温2 h所制备的CDC涂层表面光滑平整、硬度较高、且与基体的结合强度较好.此时CDC涂层的干摩擦因数最小为0.108,耐磨性最强,具有良好的摩擦学性能. CDC涂层显微硬度约为153 HV,明显低于SiC陶瓷的硬度.     

成形方法对多孔钨组织和性能的影响

研究了单向压制和冷等静压方法制备不同粉末粒度的多孔钨收缩率、组织和显微硬度的变化规律.单向压制的烧结多孔钨,从坯体底部到顶部,径向收缩率逐渐降低,显微硬度增大;经冷等静压复压成形的多孔钨,径向烧结收缩率基本相同,显微硬度分布均匀.随着粉体粒度的增大,多孔钨的密度降低,显微硬度降低.进而分析了多孔钨显微硬度的分布规律与密度及显微组织的关系.     

钨晶界中氦和氢性质的分子静力学模拟

国际热核聚变实验堆(ITER)中的偏滤器部分受到大量氦、氢离子流轰击,钨因熔点高、高温性能优异而常被选作这一部件的护甲材料,但氦、氢倾向于在晶界等缺陷处聚集成团簇,从而引起钨表面起泡、肿胀等,致使材料性能下降,使用寿命下降。文中采用分子静力学方法研究了氦和氢在钨晶界附近的性质。首先计算了25个绕100轴旋转不同角度的对称倾斜钨晶界的晶界能,选取其中能量较低的∑5(310)和∑5(210)晶界为研究对象,计算了缺陷与晶界的相互作用。结果表明:在晶界附近,垂直于界面的方向上原子层间距明显增大,晶界的膨胀畸变和面间滑移为缺陷提供了有利环境;晶界的影响区域为4,在这一范围内空位、间隙氦和间隙氢的形成能小于块体中的;当离晶界面距离大于4,可近似认为是块体。研究结果可为钨中氦/氢泡生长和释放相关的实验提供一定依据和指导。     

化学汽相淀积钨及硅化钨膜

随着集成电路技术的迅速发展,对材料的性能及材料的制备工艺提出了更高的要求.为满足大规模和超大规模集成电路的特殊需要,耐熔金属和硅化物主要用在下列三个方面:(1)用作接触阻挡层,保护浅结电路,防止铝“尖锋”失效.(2)用作低阻栅材料,代替多晶硅栅,可以有效地减小栅极的薄层电阻,提高器件的速度.(3)用作连线材料,代替铝线,在高温大电流的场合下使用,可提高器件的可靠性和使用寿命.由于化学汽相淀积(CVD)钨和硅化钨在材料和工艺两方面具有许多优点,已被广泛地采用. WF_■作为淀积的钨源,钨膜的淀积可以采用硅还原或者氢还原工艺:     

形变钨合金中钨颗粒的高温行为

本文分析了９３Ｗ－４．５Ｎｉ—２．５Ｆｅ合金旋锻及退火处理后，钨颗粒的再结晶特点及显微组织中钨颗粒呈不规则形貌的原因。     

ZrB2在无机非金属材料中的应用现状

ZrB2应用于复合材料中，能改善材料的机械性能、抗热震性能、抗氧化性能。它作为抗氧化剂加入到含碳耐火材料中，能够提高制品的抗氧化性和抗渣性能。由于ZrB2具有耐腐蚀性，因此可用作高温热电偶保护套管。此外，由于具有ZrB2良好的导电性能和高硬度，因此还可用作电极材料、涂层材料以及切削材料。     

钨及其化合物性质及应用

最近，西方媒体心怀叵测围绕着稀土资源对我国稀土出口炒得沸沸扬扬,试图以此换取政治博弈胜算资本。究竟稀土是什么，有什么性质与用途呢？在众多稀土中，钨是最重要的资源之一。随着高速加工技术的兴起．超硬刀具、涂层刀具对钨高比重合金、钨复合材料需求迫切，使得钨材料在国计民生、国防上地位日增。     

铸铁喷涂渗铝工艺和性能

采用线材火焰喷涂制备铝基涂层,随后对涂层进行重熔和扩散处理.利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、摩擦磨损实验仪等对涂层的成分、物相、耐高温氧化性能、耐蚀性能等进行分析测试.结果表明:涂层分为两层,外层的物相主要是Al、FeAl3、内层是Fe2 Al5和少量的FeAl3;显微硬度有了很大程度的提高,峰值可达HV 950;渗铝试样在800、900℃进行高温氧化实验几乎不增重,抗氧化性能较铸铁可提升几十倍;同时试样也兼具良好的耐摩擦磨损和耐腐蚀性能.     

C/C复合材料的抗氧化研究现状

目前提高C／C复合材料抗氧化能力的方法有CVI工艺法，浆料浸渍-热解工艺法，涂层法；抗氧化涂层的制备方法主要有化学气相沉积法（CVD），固态渗透法，涂刷法，等离子喷涂法，溶胶-凝胶法；抗氧化涂层有两种典型结构：单层涂层和复合涂层。指出了C／C复合材料高温氧化保护研究方向的发展趋势及前景。     

不同形态的钨氧化物氢还原过程的研究

本文对相成份为铵钨青铜、W_(20)O_(58)的蓝钨和黄钨在不同的温度下进行了氢还原试验。实验结果指出,通过蓝钨氢还原可获得比表面较大、粒度较小的钨粉,而采用相成份为铵钨青铜的蓝钨其效果较其他氧化物好。采用高温X射线衍射法对这几种钨氧化物逐步升温至800℃氢还原动态相变过程和各种温度下的还原动力学进行了研究。发现各种蓝钨相变过程相似,而与黄钨相变过程有明显的差异;低温还原时,各种蓝钨的还原活性均比黄钨,高温还原时,蓝钨与黄钨的还原活性相近。