三元Cu-20Ni-25Co合金在800℃、0.1MPa纯氧气中氧化行为研究

研究了三元Cu-20Ni-25Co合金在800℃、0.1 MPa纯氧气中的氧化行为.结果表明:合金由二相组成,合金基体由富Cu贫Co的α相组成,而Co含量较高的β相则以孤立的岛状物形式分散在基体中.与前面研究的3种不同Co含量的双相Cu-Co合金在600~800℃空气中的氧化行为即所有合金均形成由Cu和Co氧化物组成的混合氧化膜不同,目前研究的Cu-20Ni-25Co合金表面形成了连续的Co2O3层.这主要归因于向Cu-Co合金加入了第三组元Ni,降低了合金表面活泼组元形成氧化物所需的临界浓度,促使合金表面由混合氧化物膜向单一活泼组元氧化物膜的转化.     

CrN涂层的制备和对Ti22Al26Nb合金在空气中900℃下的高温防护

℃空气中恒温氧化试验表明,CrN涂层表面形成了单一、致密、保护性的Cr2O3氧化膜,从而对基体钛合金起到了良好的保护作用.     

680℃蒸汽下T91钢的氧化行为

采用热分析天平连续称重法对T91钢680 ℃水蒸气氧化动力学进行研究,用扫描电镜、X射线能谱仪和X-Ray物相分析仪对腐蚀产物的形貌、成分、物相等进行测定.结果表明:T91钢在氧化45 h后,其动力学曲线服从直线规律,氧化速率为0.189 g·m-2·h-1;氧化膜呈现明显三层结构,内层为致密富Cr的CrFe2O4无晶界层,中层存在大量柱状空洞贫Cr的以Fe3O4为主、CrFe2O4少量的尖晶石层,外层为Fe2O3无Cr的等轴状晶组织.     

700℃下TP347H耐热钢水蒸汽下初期氧化行为研究

为研究TP347H奥氏体不锈钢的在高温水蒸汽下的初期氧化行为,采用自行设计的蒸汽氧化实验模拟装置,在700℃下进行了1.5,2,3,4h 4个不同时段的氧化实验。利用SEM与AFM观察了样品表面与截面形貌,结果表明:在700℃下,TP347H快速氧化,表面首先被细小颗粒完全覆盖,随后生出许多岛状结构,且在岛状结构上会长出细小晶须.EDS与Raman结果显示,氧化层为内外两层,主要由Cr2O3、Ni O、Fe Cr2O4、Fe Cr2O4构成.     

NiCr-CrAl涂层在900℃硫酸盐中的热腐蚀行为

在镍基铸态高温合金жc6y 上制备了单渗铝涂层和 NiCr-CrAl 涂层。采用热重法及 SEM/EDS、 XRD 和 EPMA 研究了铸态合金和涂层在 900℃熔盐(75wt%Na2SO4 K2SO4)中的热腐蚀行为。结果表明,铸态合金发生灾难性的腐蚀、内氧化和内硫化;单渗铝涂层也遭到严重的腐蚀,涂层丧失了保护能力;NiCr-CrAl 涂层由于 Cr 的有益作用而在一定程度上减缓了热腐蚀的进行。同时对铸态合金和涂层的热腐蚀机制进行了讨论。     

多弧离子镀制备TiN涂层的高温氧化行为分析

利用多弧离子镀技术沉积TiN涂层,并在空气中对该涂层进行了500~680℃范围内的氧化实验.通过SEM与XRD技术分析了实验制备的TiN涂层及其氧化产物的结构形貌,结果表明:多弧离子镀技术所沉积的TiN涂层表面较为粗糙,存在大量颗粒与凹坑;TiN涂层在空气中的氧化产物为TiO2,550℃时存在较轻程度的氧化行为,随着温度的升高,氧化作用加剧,在温度为650℃时TiN涂层氧化程度加深,但剥落并不明显,当温度超过650℃达到680℃,TiN涂层完全氧化,部分区域因为应力作用而发生严重剥落.     

Fe-40Cr-5Al合金阳极在800℃和900℃的电解腐蚀行为

采用真空感应熔炼法制备了铝电解用Fe-40Cr-5Al合金阳极.研究了合金阳极材料在800℃和900℃下的电解腐蚀行为.电解测试采用冰晶石-氧化铝低温电解质体系,阳极电流密度为0.5 A.cm-2,电解时间为10 h.结果表明：随着电解温度的降低,合金阳极的腐蚀速率减小;在900℃电解后,合金表面形成了多孔结构的腐蚀层;在800℃电解后,合金表面形成了保护性氧化膜,氧化膜分为两层,外层为尖晶石结构的Fe（Al,Cr）2O4,内层为Fe、Cr和O构成的复合氧化物,其中收集的铝产品纯度为98.552%,合金阳极的腐蚀速率为5.51 cm.a-1.     

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。     

纳米结构CoNiCrAlY粉末的制备及其氧化行为

利用行星球磨技术制备了纳米结构CoNiCrAlY粉末,采用XRD,SEM等方法对传统结构粉末和纳米结构粉末在1 000℃时的氧化行为进行了研究.结果表明,行星球磨技术能制备出纳米结构粉末,球磨30h后,粉末的平均晶粒尺寸为11.2nm.纳米结构提高了CorANiClY粉末的抗氧化性能,在1 000℃恒温静态氧化100h的过程中,纳米结构粉末只生成α-Al2O3氧化膜,而传统结构粉末除α-Al2O3外还生成了尖晶石氧化物和少量θ-Al2O3.     

铌基NbSi_2涂层的制备及其高温氧化性能

在金属铌表面制备NbSi_2涂层,采用SEM和XRD分析涂层的微观结构和物相组成,研究了涂层样品在1 200℃和1 450℃大气环境下的氧化行为.结果表明:NbSi_2涂层致密均匀,以NbSi_2为主相,含少量Nb_5Si_3相;1 200℃氧化时,由于生成的小颗粒Nb_2O_5不影响SiO_2的流动性,其弥散分布于SiO_2中而形成连续致密的氧化层,有效阻隔了氧的入侵,抗氧化时间可达120 h,其单位增加质量为7.42 mg·cm~(-2);1 450℃氧化时,由于生成粗大颗粒的Nb_2O_5阻碍了SiO_2的流动,氧化层疏松多孔,抗氧化性能较差.     

溅射Ni16Cr2.5Al微晶涂层及其氧化行为

NiCrAl是NiCrAlY型包覆涂层的主要成分,对NiCrAl涂层的沉积形态及其氧化行为的研究具有重要科学意义.磁控溅射在不锈钢Fe18Cr9Ni0.1Ti基体上制备出Ni16Cr2.5Al微晶涂层(基体分倾斜45 和竖直90 两种方式悬挂),使用SEM/EDAX,X ray,对Ni16Cr2.5Al微晶涂层及其氧化膜进行了分析,以探索高温合金用涂层形成及其氧化膜形成机制.     

电子束蒸发制备碳化硼球面涂层的表面氧化研究

利用电子束蒸发技术沉积制备了碳化硼微球涂层,将微球涂层依次经退火和稀硫酸腐蚀处理后得到碳化硼空心微球,并借助XRD和SEM对碳化硼微球涂层的表面氧化问题进行了研究.XRD结果显示当衬底温度在120℃附近时,碳化硼涂层部分被晶化;对退火前后和酸腐蚀后的微球涂层进行SEM分析,结果表明,退火前的涂层表面部分被氧化成B2O3,退火后B2O3覆盖在涂层表面,酸腐蚀可以去掉B2O3,得到表面光洁的碳化硼空心微球.     

用PCVD法制备抗高温氧化涂层的研究

研究了用ＰＣＶＤ法所制备的ＴｉＮ,ＴｉＡ１Ｎ及ＴｉＳｉＮ硬质支的抗高温氧化性及ＴｉＮ涂层在双氧水介质中的抗氧化性能。结果表明,ＴｉＡ１Ｎ,ＴｉＳｉＮ涂怪在空气中的抗高温氧化性可在７００℃以上,ＴｉＮ涂层可达６００℃。在双氧水介质中,ＰＶＣＤ－ＴｉＮ涂层仍具有较强的抗氧化能力,且优于ＰＶＤ－ｉＮ涂层。     

20g钢在高温下氧化行为的研究

通过20g钢分别在600℃,800℃高温条件下的氧化实验,用静态增重法测出氧化动力学曲线,其近似于三条斜率不同的直线,且随温度的增加氧化速率变大;对氧化膜进行X-Ray衍射,SEM以及能谱分析,结果表明,其氧化膜的氧化物为Fe3O4.O,呈针状及片状,且发现其氧化物晶粒开始形成的位置是随机的,氧化初期的氧化速率较大,随后趋于平缓,并且氧化一直从表层开始发生。     

有机涂层中离子传输行为研究

借助涂层的阴极剥离,研究了有机涂层中离子传输行为。采用一个双电解池体系,将涂层人为缺陷和完好部分隔开,通过控制两部分溶液中离子种类、浓度和pH值等,研究离子在涂层中的传输。尝试采用电化学阻抗谱技术（EIS）来表征涂层/金属界面阴极剥离程度。结果表明：K^＋能透过环氧清漆涂层到达涂层/金属界面;而Na＋很难穿透环氧清漆,只能通过涂层缺陷到达界面。溶液中水合离子直径对于离子在涂层中的扩散有着重要影响;溶液中水的活性是影响涂层起始剥离时间的主要因素。     

钼基金属陶瓷在空气中的高温氧化行为及防护

试验研究三种钼基金属陶瓷材料在空气中的高温氧化行为及防护的可能性。由于陶瓷相的保护作用,使钼基金属陶瓷的高温抗氧化性能远优于纯钼;MCPT-3 型样品的氧化产物与陶瓷相反应生成保护膜,在1150℃以下具有良好的保护作用;MCPT-4 与 MCPT-6 型的氧化产物不能与陶瓷相形成保护膜,高温抗氧化性能差,采用涂层处理,防氧化效果显著,在无热冲击的情况下,该涂层至 1200℃ 仍具有保护作用。     

玻片表面硅烷/氧化石墨烯复合涂层的制备及其摩擦性能

使用硅烷偶联剂 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(3-(dimethoxymethylsilyl)propylamine) 和不同氧化程度的氧化石墨烯(graphene oxide, GO)在玻片表面采用浸渍法制备了一种在水环境下具有较好润滑性能的氧化石墨烯涂层. 通过傅里叶变换红外光谱 (Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)仪、拉曼光谱(Raman spectra)分析法、水接触角(water contact angle, WCA)测试等方法研究了涂层的表面形貌及其特征. 研究结果表明, 所制备的硅烷/氧化石墨烯涂层表面均一, 没有明显的缺陷. 摩擦测试结果显示, 涂层能够有效提高耐磨性能, 不同氧化程度的氧化石墨烯对抗磨性能有着不同的影响, 氧化程度越高, 抗磨性能越好.     

一种高铪镍基高温合金在900、1000和1100℃条件下的氧化行为研究

To investigate the oxidation behavior of a nickel-based superalloy with high hafnium content (1.34wt%), this study performed isothermal oxidation tests at 900, 1000, and 1100°C for up to 200 h. X-ray diffraction and scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy were applied to study the oxidation behavior. The weight gain of the high Hf nickel-based superalloy exhibited a parabola-like curve, and no spallation of the oxide scale was observed during the oxidation tests. The alloy presented excellent oxidation resistance, and no HfO₂ was observed in the oxide scale at 900°C. With the increase of the oxidation temperature to 1000°C, HfO₂ particles formed in the spinel phases of the scale, and “peg-like” HfO₂ was observed within and beneath the inner layer of Al₂O₃ after 200 h. As the oxidation temperature rose to 1100°C, “peg-like” HfO₂ was observed at the early stage of the oxidation test (within 25 h). The formation mechanism of HfO₂ and its impact on oxidation resistance were investigated based on the analysis of the oxidation test results at different temperatures.     

纯Fe在压应力下高温氧化行为研究

研究了纯Fe在500、650、800℃压应力下的高温氧化行为.通过热重分析(TGA)的方法分析了压应力对纯Fe氧化动力学的影响,应用光学显微镜(OM)及扫描电镜(SEM)观察了纯Fe高温氧化后的表面及截面形貌.氧化动力学曲线表明压应力增大了纯Fe的氧化速率,这与压应力对氧化膜结构的影响有关.在压应力下,氧化膜显示了多孔及裂纹等特征,大大增大了氧与氧化膜接触的面积.     

180℃热液条件下锆石表面溶解行为研究

报道了锆石颗粒在180℃,HCl或NaCl溶液中经过240～712 h反应后表面特征的变化.扫描探针显微镜(SPM)对比观测表明,反应前后锆石表面微形貌发生了显著变化,反应后锆石表面平台和台阶普遍存在溶蚀现象,而在NaCl(1 mol/L)溶液中反应712 h的锆石表面出现了nm级、串珠状定向排列、可能是ZrO2的沉淀物.X射线光电子能谱(XPS)测定发现,锆石溶解过程中元素Si比元素Zr有更快的溶出速率,因而反应后锆石表面可以形成富锆的薄层.锆石表面溶解现象还得到了反应溶液ICP-MS分析结果的进一步支持,测定反应后溶液成分的变化发现,随着反应时间的增加,Zr,Hf,U等元素的溶出量也随之增加,HCl溶液中锆石各元素的溶出量最高,均比NaCl中性溶液中的溶出量要高.