轻质化MA/ODS镍基高温合金高温氧化行为

采用机械合金化(MA)和真空烧结工艺制备了Y2O3质量分数为2%～20%的氧化物弥散强化(ODS)镍基高温合金,在1 000℃空气中对合金试样进行100h的静态氧化实验,研究了Y2O3含量对合金高温氧化性能的影响与作用机制.结果表明:适量稀土氧化物Y2O3的加入(质量分数≤5%)可促进完整Cr2O3氧化膜的形成,提高氧化膜与合金基体的附着力,改善氧化膜的抗剥落性,减缓合金在1 000℃的氧化速度,从而有效提高合金的抗高温氧化性能.但过量添加则会使其抗氧化性能迅速下降.     

真空铸造下镍基高温合金铸件氧化膜缺陷分析

通过扫描电镜观察镍基高温合金试棒断口是否存在膜状氧化物。对断口区域是否为氧化物的判断采用能谱仪和波谱仪,研究表明,氧化膜夹杂缺陷引起合金内部氧化膜周围的含碳量增加,产生微观裂纹,严重影响铸件的整体性能及使用寿命．平稳浇注情况下,采用过滤网对炉内的氧含量、惰性气体及真空度加以严格控制可有效避免镍基高温合金铸件的双氧化膜缺陷产生．     

镍基高温合金单晶的生长和氧化行为

采用改进型坩埚下降法生长了镍基高温合金单晶,使用氧化铝坩埚和〈001〉方向的籽晶,生长得到直径为30～40 mm、长度260 mm的晶棒。采用异型氧化铝坩埚,生长出特殊形状且中空的高温合金单晶涡轮机叶片构件。腐蚀显示所生长的晶体具有典型的镍基高温合金单晶形貌,在枝晶区域有少量的γ′/γ共晶,枝晶的平均间距是367μm,γ′相是立方结构且分布均匀。研究了晶体在900和1 000℃氧化200 h的氧化行为,氧化120 h后其增重达到一个恒定值。     

镧对铸造镍基高温合金耐蚀性能的影响

本文研究了La对GBC-12合金在1030℃下抗高温氧化以及抗熔融玻璃腐蚀的影响。结果表明:La改善了氧化膜及腐蚀膜与基体金属的粘结性,促进了Cr的扩散,有利于CrO_3保护膜的形成,从而提高了该合金在1030℃时抗高温氧化和抗熔融玻璃腐蚀的能力。     

钴基高温合金GH5605的恒温氧化行为研究

通过采用现代分析手段OM、XRD及SEM/EDX,研究了钴基高温合金GH5605的高温静态空气氧化行为。得到了该合金的氧化动力学曲线、氧化膜形貌及其相组成,评价了合金的抗氧化性能并分析了合金氧化机理。结果表明:钴基高温合金GH5605在750~950℃时氧化动力学遵循抛物线规律,生成的氧化膜以Cr203为主,无氧化膜剥落;合金氧化过程中无内氧化现象发生;该合金可满足1 100℃以下高温使用要求。     

Inconel718合金高温氧化行为

为探究电渣重熔冶炼Inconel718合金过程中电极氧化机理,研究了Inconel718合金在1 150℃下的高温氧化行为。结果表明,在1 150℃下,Inconel718合金氧化动力学曲线遵循线性关系。在高温氧化期间,Cr和Ni等合金元素会快速氧化形成富Ni和Fe及Cr的Cr_2O_3、Fe_2O_3、3Cr_2O_3·Fe_2O_3和含Ni的尖晶石Cr_2O_3·NiO。随着氧化时间的增加,Ti元素发生氧化形成TiO_2,Ti元素向外扩散的同时在氧化层间形成孔隙,加速氧元素向基体内部扩散,进而加速了其他合金元素的氧化。     

Ni-Cr-W 基高温合金高温氧化行为研究

研究了一种Ni-Cr-W基高温合金在700～1 200℃的高温氧化行为。采用XRD,SEM/EDS,拉曼光谱和维氏硬度等表征手段对氧化膜中物相、微区成分分布及合金表面硬度等结构及性能进行了研究。结果表明：随着氧化温度增加,合金中的Ni和Cr最先被氧化形成Cr₂O₃和NiO,其中的Cr₂O₃是致密的氧化层;当温度高于1 050℃时,有少量的SiO₂生成;实验范围内合金的氧化动力学曲线符合指数增长规律,氧化增重量都小于1 mg/cm²,说明合金是抗氧化级;合金在1 200℃下循环氧化后,氧化层厚度和增厚量都明显增加,其抗氧化性能明显变差;在1 100℃下氧化后合金的维氏硬度基本不变,而经过1 200℃循环氧化后氧化层会出现起皮剥落,导致合金表面硬度下降。     

一种铸造镍基高温合金的高温蠕变断裂行为

研究了M963合金在975℃／225MPa条件下蠕变断裂行为。结果表明：M963合金的蠕变曲线表现出明显的蠕变三个阶段；蠕变过程中，γ’相粒子逐渐筏形化，由初始阶段的分布在γ基体中的立方状孤立相转变为蠕变后期的包围γ相的连续相；在枝晶干上有颗粒状M6C碳化物析出；蠕变变形机制从开始阶段的Orowan绕过γ’相粒子转变为蠕变后期的位错切过γ’相粒子。     

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合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微晶化对铁、镍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     

AlCoCrFeNi高熵合金的高温氧化性能

测定AlCoCrFeNi高熵合金高温氧化后的氧化动力学曲线,采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等分析合金氧化层的物相、形貌、结构和成分,利用硬度计测定不同温度下氧化产物的硬度,从热力学和动力学角度深入分析AlCoCrFeNi高熵合金的氧化机理.结果表明：AlCoCrFeNi高熵合金在800～1 000℃下具有较好的抗氧化性能,高于1 000℃时合金退化较为明显;AlCoCrFeNi高熵合金800℃氧化时Al与O元素亲和力最大,并且高熵合金中Al原子扩散速率最大,Al率先在合金表面形成连续的Al₂O₃膜,随着温度的升高,其他原子也扩散至表面发生氧化反应,合金表面出现Cr₂O₃和尖晶石等,氧化物逐渐长大,1 100℃时长大的尖晶石易从合金表面脱落;随着氧化温度的升高,AlCoCrFeNi高熵合金的显微硬度逐渐升高.     

K52高温合金及其溅射涂层的循环氧化行为研究

利用磁控溅射的方法在K52高温合金上制备同成分的纳米晶涂层,研究了该合金及纳米晶涂层在900℃的循环氧化行为。结果表明:铸态合金在循环氧化过程中表面有剥落现象,生成了疏松的Cr2O3和TiO2混合氧化膜;而溅射涂层则生成了单一致密的-αAl2O3膜,没有出现剥落现象,提高了合金的抗高温腐蚀性能。讨论了合金及其纳米晶涂层的氧化机理。     

Ni3—Cr—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,溅射微晶涂层具有更优良的抗高温氧化性能和粘附性     

氧在Ti-1100高温钛合金氧化中的扩散规律

测量了Ti-1100合金在600～750℃氧化100 h后氧化层的厚度和氧化层\固溶体界面处的氧浓度以及基体富氧层的深度、显微硬度的变化.合金在该温度区间的氧化增重由氧化物的增长和富氧固溶体的形成两部分组成,它们均呈抛物线规律变化.利用扩散方程和氧化物\固溶体界面处"有效氧浓度"计算出氧在氧化物中的扩散系数是氧在固溶体中的3～6倍.根据富氧层的深度所计算的氧在固溶体中的扩散激活能与扩散系数的线性回归结果具有相当好的一致性.     

磁铁精矿球团氧化动力学

推导出了磁铁矿氧化"单界面未反应核"修正模型,并应用该模型研究了凹山磁铁精矿球团的氧化动力学.研究结果表明:在800～950℃时,凹山磁铁精矿球团氧化反应表观活化能为64 kJ/mol,其氧化由化学反应所控制;在1000～1 050℃时,氧化反应的表观活化能为13 kJ/mol,反应为反应产物层的内扩散所控制;在950～1000℃时,氧化反应为混合控制;在较低氧化温度下,加入MgO可以降低化学反应阻力,提高球团的氧化率;在较高氧化温度下,MgO对扩散阻力无明显影响,添加MgO并不提高氧化反应速度,但在任何氧化温度下,添加MgO不改变磁铁矿氧化反应的控制环节.     

甲磺酸多沙唑嗪热氧降解历程与动力学研究

用热重法、微分热重法、和差热分析法研究药物甲磺酸多沙唑嗪在空气流中的热氧降解过程和热氧降解动力学,发现该药物的热氧降解过程由４个紧连步骤组成。用Ｃｏａｔｓ－Ｒｅｄｆｅｒｎ方程进行动力学处理,确定该药物热氧降解的表观反应级数分别为１．１、１．５、１．５、１．２和反应活化能为３５３．７,２３９．５,２２９．９和１６７．２ｋＪ／ｍｏｌ。     

粘结剂炭的氧化动力学研究

两种粘结剂炭的氧化动力学实验表明，粘结剂炭氧化反应属一级反应。850℃、1000℃制备的中间相沥青（NJ8）的表现活化能分别为107.90kJ/mol和170．60kJ/mol，而酚醛树脂炭的表观活化能分别为65．01kJ/mol和97．63kJ/mol。可见中间相沥青（NJ8)炭的抗氧化性明显优于酚醛树脂炭。     

单晶硅氧化动力学及氧化膜结构分析

用气固相反应原理分析了单晶硅热氧化机理。在氧化中期,考虑到热应力对扩散系数的影响,从而得出了硅氧化的一个新模型,即化学反应控速——四次方混合控速——扩散控速模型。用该模型处理了文献[4]中的数据与本实验结果均得到满意的相关系数。另外,用扫描电镜和透射电镜对氧化膜进行了观察,分析了单晶硅的氧化膜生长机理。     

甲醇阳极氧化Pt-Ru催化剂双中心机理动力学

根据文献报道的极化实验数据,回归出活化能值并修正了动力学参数,定量分析了吸附态甲醇Mad、COad、OHad三种中间产物的覆盖率,讨论了其在不同温度和甲醇浓度下与超电势的理论关系,并计算出基于吸附-反应动力学的极化曲线。结果表明,COad覆盖率CθO虽小,但其变化规律对动力学行为影响最大;超电势较小时速率控制步骤为吸附态甲醇的电化学分解,超电势较高时则转为甲醇在Pt上的活化吸附,中等超电势时为无速率控制步骤的过渡阶段。理论极化曲线与所报道的极化实验数据很好相符,但在高甲醇浓度及高超电势下出现偏差,这很可能是产物CO2气泡影响变大所致。     

700MPa级高强钢水蒸气条件下的高温氧化行为

采用高温同步热分析仪(TGA)对高强钢的高温氧化行为进行了系统研究,分析了不同相对湿度条件下氧化质量变化规律,并采用场发射电子探针(EPMA)表征氧化铁皮厚度、截面形貌及元素分布,同时采用X射线衍射(XRD)分析氧化层的物相组成.实验结果表明,在1000℃的不同相对湿度条件下,氧化质量变化曲线由线性规律转变为抛物线规律...     

亚硫酸钙非均相氧化动力学的研究

在典型的温法烟气脱硫条件下，喷雾干燥脱硫产物中的亚硫酸钙非均相氧化动力学在中试装置中被研究，实验结果表明，亚硫酸钙氧化速率对氧是１级反应，对亚硫酸钙浓度分别是０级和０．７５级，这取决于不同的反应控制步骤。ｐＨ对氧化速率的影响是弱的。氧化速率随着ＭｎＳＯ４的添加而升高。在喷雾干燥脱硫产物温法氧化过程中，没有发现有ＳＯ２排出。