检索结果-内蒙古大学图书馆

表面技术 2020年第3期49卷 148-154页

作者：韦乃安韦春贝代明江柏松林松盛侯惠君李洪苏一凡唐鹏中南大学材料科学与工程学院长沙410083 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510651 广东省新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651

目的研究稀土含量对Ti6Al4V钛合金表面等离子体渗氮层结构和性能的影响。方法运用等离子表面改性技术对Ti6Al4V(TC4)钛合金进行等离子渗氮处理,渗氮过程中通入不同含量的稀土作为催渗剂,以获得钛合金表面强化层。利用金相显微镜和扫描... 详细信息

目的研究稀土含量对Ti6Al4V钛合金表面等离子体渗氮层结构和性能的影响。方法运用等离子表面改性技术对Ti6Al4V(TC4)钛合金进行等离子渗氮处理,渗氮过程中通入不同含量的稀土作为催渗剂,以获得钛合金表面强化层。利用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察渗氮层组织,用X射线衍射仪(XRD)分析渗层相组成,用能谱仪(EDS)检测渗层的化学成分,用维氏显微硬度计测量渗层的显微硬度,用球-盘式摩擦磨损试验机和三维轮廓仪检测渗层的摩擦磨损性能。结果TC4钛合金表面等离子渗氮层结构包括表面化合物层(主要成分为δ-TiN)和扩散层(主要为N原子扩散形成的N-Ti固溶体),加入稀土可以促进N原子向基体的扩散,提高渗氮速度。渗层厚度增加,硬度和耐磨性能提高,扩散层使钛合金基体与化合物层之间的硬度梯度更加平缓。当稀土通入速率为60 mL/min时,渗层厚度可达155μm,表面硬度为1275HV0.05,摩擦系数降到0.27,磨损率明显降低。结论钛合金等离子渗氮过程中加入稀土可以有效提高渗速,改善渗氮层硬度,提高材料表面的耐磨性能。

关键词： TC4钛合金等离子渗氮稀土 TiN 显微硬度摩擦磨损

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电弧离子镀NiAlHf涂层的抗高温氧化性能

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表面技术 2020年第4期49卷 292-298页

作者：陈旋旋石倩林松盛汪唯刘志义代明江杨洪志许中湛中南大学材料科学与工程学院长沙410083 广东省新材料研究所现代表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651

目的通过电弧离子镀技术,获得抗氧化性能优良的NiAl涂层。方法采用电弧离子镀技术,在弧流为110 A,偏压为-50 V的参数下沉积NiAlHf涂层。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的物相结构和形貌进行分析,通过能谱仪(EDS)分析... 详细信息

目的通过电弧离子镀技术,获得抗氧化性能优良的NiAl涂层。方法采用电弧离子镀技术,在弧流为110 A,偏压为-50 V的参数下沉积NiAlHf涂层。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的物相结构和形貌进行分析,通过能谱仪(EDS)分析涂层的成分。采用恒温氧化增重实验对涂层的氧化动力学进行分析。结果由电弧离子镀技术制备的NiAl涂层致密均匀,无大颗粒、孔洞等缺陷。涂层主要由β-NiAl相组成,活性元素Hf固溶在主相中。NiAlHf涂层表现出良好的抗高温氧化性能,动力学曲线符合抛物线规律,在1150℃下恒温氧化200h的平均氧化速率为0.0841g/(m^2×h),远优于传统MCrAlY涂层体系。NiAlHf涂层在氧化初期形成保护性的α-Al2O3氧化皮以及少量亚稳态的θ-Al2O3,随后θ-Al2O3逐渐转变为稳态的α-Al2O3。Hf在涂层表面富集从而形成HfO2,对氧化皮形成了钉扎作用,增强了氧化皮的粘附性,提高了涂层的抗氧化性能。随着氧化的进行,涂层中的β-NiAl相逐渐转变为γ'-Ni3Al相。结论 NiAlHf涂层在1150℃下仍具备优良的抗高温氧化性能,对下一代耐更高温度涂层开发,电弧离子镀NiAl涂层的技术推广及工业化应用有一定的指导作用。

关键词：电弧离子镀镍基高温合金防护涂层 NiAlHf涂层氧化动力学抗高温氧化性能

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NiCrAlY涂层与镍基单晶高温合金基体的互扩散行为

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第11期51卷 3187-3198页

作者：邓鹏荔琴刘英坤尹斌石倩张利军杨焜邓春明李风广东工业大学材料与能源学院广东广州510006 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510651 中南大学粉末冶金国家重点实验室湖南长沙410083

采用多弧离子镀技术在镍基单晶高温合金基体表面制备NiCrAlY涂层,并利用XRD、SEM/EDS、EPMA等表征方法研究试样在1100℃热暴露100 h过程中涂层/基体之间互扩散引发的微观结构演变与各组元的成分分布。基于所测定的各组元成分−距离曲线,... 详细信息

采用多弧离子镀技术在镍基单晶高温合金基体表面制备NiCrAlY涂层,并利用XRD、SEM/EDS、EPMA等表征方法研究试样在1100℃热暴露100 h过程中涂层/基体之间互扩散引发的微观结构演变与各组元的成分分布。基于所测定的各组元成分−距离曲线,采用基于数值回归方法框架的HitDIC软件获得各组元沿整个扩散通道的主互扩散系数。研究结果表明:在1100℃热暴露初期,NiCrAlY涂层和基体界面处形成了互扩散区(IDZ)和二次反应区(SRZ),而且IDZ和SRZ的厚度随热暴露时间不断增大;在SRZ中析出的颗粒状和针状拓扑密堆相(TCP)主要由Re,Cr,W等元素组成,且与合金基体界面成特定角度;在热暴露过程中NiCrAlY涂层与基体间主要发生Cr元素向基体的内扩散和Ni,Al,Ta,Re,W等元素由基体向涂层的外扩散,且随着热暴露时间的延长,涂层与基体界面处元素的浓度梯度逐步减小;采用数值回归法获得的模拟结果与实测成分−距离曲线吻合较好,且Al,Co和Cr成分变化对所得各组元主互扩散系数的影响较大。

关键词： NiCrAlY涂层镍基单晶高温合金互扩散热暴露数值回归法

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选区激光熔化成形多孔Ti6Al4V (ELI)合金的拉伸性能及断裂机制

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材料导报 2020年第4期34卷 73-76页

作者：李卿赵国瑞马文有余红雅刘敏华南理工大学材料科学与工程学院广州510640 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650

为了研究孔隙率、支杆直径等结构参数对多孔Ti6Al4V(Extra-low interstitial,ELI)合金拉伸性能的影响,本实验采用选区激光熔化的方法成形了正八面结构的多孔Ti6Al4V(ELI)合金,在室温下对不同结构参数的多孔Ti6Al4V(ELI)合金进行了拉伸试... 详细信息

为了研究孔隙率、支杆直径等结构参数对多孔Ti6Al4V(Extra-low interstitial,ELI)合金拉伸性能的影响,本实验采用选区激光熔化的方法成形了正八面结构的多孔Ti6Al4V(ELI)合金,在室温下对不同结构参数的多孔Ti6Al4V(ELI)合金进行了拉伸试验,并利用扫描电镜观察合金的断口形貌以分析其拉伸断裂机制。结果表明:在相同孔隙率下,随着支杆直径的增大,多孔结构的抗拉强度和延伸率都明显升高;当支杆直径相近时,孔隙率的升高则会导致多孔结构的抗拉强度和延伸率下降;拉伸断口存在大量的解理台阶和少量的韧窝,表明正八面体多孔Ti6Al4V(ELI)合金的拉伸断裂机制为脆性和韧性断裂。

关键词：增材制造选区激光熔化多孔结构 Ti6Al4V (ELI)合金拉伸

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等离子喷涂超高温热障涂层用纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7球形喂料的研究

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表面技术 2020年第4期49卷 98-103,112页

作者：周飞飞刘敏邓春明张小锋王铀哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510651

目的通过纳米粉体造粒技术制备出适合热喷涂超高温用纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7球形喂料,进而采用热喷涂方法制备出纳米结构的热障涂层,以满足下一代热障涂层服役温度需求。方法以化学共沉淀法合成的纳米La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O... 详细信息

目的通过纳米粉体造粒技术制备出适合热喷涂超高温用纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7球形喂料,进而采用热喷涂方法制备出纳米结构的热障涂层,以满足下一代热障涂层服役温度需求。方法以化学共沉淀法合成的纳米La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7粉末为原料,通过球磨、喷雾干燥及热处理工艺制备出纳米结构的La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7喂料,进而采用大气等离子喷涂方法制备出纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7热障涂层。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对原始纳米粉体、纳米喂料及喷涂态涂层进行显微形貌和组织结构分析。此外,通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对制备的纳米喂料进行成分分析。结果制备出的纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7喂料表面光滑、呈球形,成分与化学计量比基本一致。相对于原始纳米粉末,喂料晶粒长大并不显著。喷涂态涂层部分晶粒长大,但仍保留纳米结构。结论成功制备出纳米结构La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7球形喂料及纳米结构热障涂层,有望作为下一代超高温热障涂层材料。

关键词：等离子喷涂超高温热障涂层纳米结构 La2(Zr(0.75)Ce(0.25))2O7 球形喂料造粒

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PS-PVD制备粘结层及其对热障涂层性能的影响

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表面技术 2020年第6期49卷 236-243页

作者：张啸刘敏毛杰刘飞邓子谦邓春明郑黎广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870

目的探究真空热处理对PS-PVD制备的粘结层的影响,并研究PS-PVD制备粘结层对热障涂层性能的影响。方法采用PS-PVD技术在高温合金基体上制备不同材料体系的粘结层和陶瓷层,采用真空热处理和高温氧化试验,对粘结层与基体界面间的元素扩散... 详细信息

目的探究真空热处理对PS-PVD制备的粘结层的影响,并研究PS-PVD制备粘结层对热障涂层性能的影响。方法采用PS-PVD技术在高温合金基体上制备不同材料体系的粘结层和陶瓷层,采用真空热处理和高温氧化试验,对粘结层与基体界面间的元素扩散过程以及不同材料粘结层对热障涂层抗氧化性能的影响进行研究,并通过X射线衍射和EDS能谱对涂层的物相及元素分布进行分析。结果通过PS-PVD制备的不同粘结层体系的热障涂层试样,在近粘结层处的陶瓷层物相组成并无明显区别。粘结层与基体的元素扩散情况受真空热处理时间和温度的影响,随着真空热处理时间的延长,基体一侧的富铝相逐渐增多。当热处理8 h后,形成的扩散区的宽度已超过20μm;随着热处理温度的提高,同样也形成了更宽的扩散区。NiCoCrAlYTa/7YSZ热障涂层氧化100 h后,TGO层的厚度达到4.0μm,氧化150 h时,涂层发生脱离。NiCrAlY/7YSZ热障涂层氧化150 h后,TGO层的厚度达到4.4μm,但未出现脱离现象。结论热处理的时间越长,温度越高,粘结层与基体的元素扩散行为越剧烈。不同的粘结层材料会影响热障涂层的氧化动力学过程。

关键词： PS-PVD热障涂层粘结层真空热处理元素扩散氧化动力学

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气体温度对冷喷涂7075铝合金涂层性能的影响

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表面技术 2020年第1期49卷 318-325页

作者：吴增荣胡永俊代明江张科杰小川和洋谢迎春黄仁忠广东工业大学材料与能源学院广州510006 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 日本东北大学日本仙台980-8579

目的研究气体温度对冷喷涂7075铝合金涂层性能的影响,以期为制备高性能涂层提供重要参考。方法利用冷喷涂技术,在较高的工作气体压力(5 MPa)下,通过改变工作气体温度(450、500、550、600℃),采用氮气在纯铝基体上制备了大厚度7075铝合... 详细信息

目的研究气体温度对冷喷涂7075铝合金涂层性能的影响,以期为制备高性能涂层提供重要参考。方法利用冷喷涂技术,在较高的工作气体压力(5 MPa)下,通过改变工作气体温度(450、500、550、600℃),采用氮气在纯铝基体上制备了大厚度7075铝合金涂层。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对涂层组织结构及孔隙率进行了分析测定,用维氏显微硬度法测定涂层硬度,通过拉伸实验测定涂层结合强度,研究了冷喷涂工作气体温度对7075铝合金涂层组织及沉积特性的影响。结果工作气体温度在450~550℃范围时,对涂层组织及力学性能影响有限。当工作气体温度为450℃时,涂层孔隙率为0.14%,显微硬度为117.8HV0.1,结合强度超过55.3 MPa。但过高的工作气体温度并不利于冷喷涂7075铝合金涂层的制备,当喷涂气体温度达到600℃时,涂层孔隙率升高到4.2%。结论仅采用廉价的氮气即可制备高致密度和高结合强度的冷喷涂7075涂层,当主气温度在450~550℃区间时,涂层微观组织和性能随气体温度变化不大,而过高的工作气体温度(600℃)并不利于冷喷涂7075涂层相关性能的提升。

关键词：冷喷涂 7075涂层气体温度显微组织性能

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NiAlHfY涂层微观结构演变及元素互扩散行为研究

NiAlHfY涂层微观结构演变及元素互扩散行为研究

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第六届粤港澳真空科技创新发展论坛暨先进微纳制造技术与前沿应用高峰论坛

作者：李小亚张浩石倩代明江林松盛广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室中南大学粉末冶金国家重点实验室

航空发动机服役温度不断提高,对材料的高温防护性能提出了更高的要求,NiAl体系涂层因其具有高熔点、低密度,良好的高温抗氧化性能,因此能够在其表面生成一层致密的氧化铝层,可为高温零部件提供优良的高温防护,有望在1200℃以上使用。在... 详细信息

航空发动机服役温度不断提高,对材料的高温防护性能提出了更高的要求,NiAl体系涂层因其具有高熔点、低密度,良好的高温抗氧化性能,因此能够在其表面生成一层致密的氧化铝层,可为高温零部件提供优良的高温防护,有望在1200℃以上使用。在氧化过程中,涂层元素向表面扩散引起氧化层组织演变及涂层与镍基高温合金因化学成分差异所发生的界面互扩散行为,不仅降低了涂层的高温防护性能,而且影响镍基高温合金的力学性能。针对此问题,本研究通过多弧离子镀技术在镍基单晶合金上制备NiAlHf,NiAlHfY涂层,通过研究高温条件下的组织演变及典型元素互扩散行为,得到Y掺杂在高温氧化后涂层中具有更高的A1的剩余量和较少的TCP析出相,Y掺杂后减弱了Al向基体的内扩散,减缓了TCP相的析出。

关键词： NiAlHf NiAlHfY涂层元素互扩散微观结构演变 TCP相

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NiAl基高温防护涂层成分结构设计与演变

NiAl基高温防护涂层成分结构设计与演变

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第六届粤港澳真空科技创新发展论坛暨先进微纳制造技术与前沿应用高峰论坛

作者：李小亚石倩林松盛代明江周克崧广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室中南大学粉末冶金国家重点实验室

NiAl基防护涂层因在高温环境下易发生氧化皮开裂和剥落,与基体严重互扩散,不耐熔盐腐蚀性能等问题,制约了NiAl基涂层的应用。基于此,我们课题组采用电弧离子镀（AIP）技术制备NiAlHfRu,NiAlHfY,NiCrAlY/NiAlHfY改性的NiAl基高温防护涂层... 详细信息

NiAl基防护涂层因在高温环境下易发生氧化皮开裂和剥落,与基体严重互扩散,不耐熔盐腐蚀性能等问题,制约了NiAl基涂层的应用。基于此,我们课题组采用电弧离子镀（AIP）技术制备NiAlHfRu,NiAlHfY,NiCrAlY/NiAlHfY改性的NiAl基高温防护涂层,研究结果表明:Ru掺杂改变了Al的扩散机制,降低涂层中Al的扩散速率,缓解有害TCP相的析出;Y掺杂提高涂层的抗氧化性能与氧化皮的粘附性能;同时,在不降低高温抗氧化性能的同时,NiCrAlY/NiAlHfY提高了涂层的高温熔盐腐蚀性能。NiAlHfY涂层具有最优的高温抗氧化性能,氧化200h的平均氧化速率约为0.0912g/m·h,NiCrAlY/NiAlHfY涂层具有最优的耐熔盐腐蚀性能,腐蚀100 h的平均腐蚀增重速率为0.3628 g/m·h。

关键词： NiAl基涂层高温抗氧化高温熔盐腐蚀互扩散

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CeO_(2)⁃Y_(2)O_(3)⁃ZrO_(2)热障涂层研究进展

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材料研究与应用 2023年第5期17卷 953-966页

作者：侯振宁杨文超湛永钟张小锋张景钦毛杰杨冠军谭僖广西大学资源环境与材料学院/省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室/有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室广西南宁530004 广东省科学院新材料研究所/现代材料表面工程技术国家工程实验室/广东省现代表面工程技术重点实验室广东广州510650 西安交通大学材料科学与工程学院陕西西安710049

随着先进航空发动机涡轮叶片热障涂层服役温度、服役寿命和隔热性能等要求的不断提升,传统的6%—8%Y_(2)O_(3)部分稳定ZrO_(2)(YSZ)热障涂层由于存在容易产生高温相变、变形剥落等问题,已难以适应未来高温等更加严苛的工作环境。CeO_(2)... 详细信息

随着先进航空发动机涡轮叶片热障涂层服役温度、服役寿命和隔热性能等要求的不断提升,传统的6%—8%Y_(2)O_(3)部分稳定ZrO_(2)(YSZ)热障涂层由于存在容易产生高温相变、变形剥落等问题,已难以适应未来高温等更加严苛的工作环境。CeO_(2)和Y_(2)O_(3)共同稳定的ZrO_(2)(CYSZ)涂层具有良好的高温相稳定性、较好的抗熔盐腐蚀性能,CeO_(2)的掺杂能使ZrO_(2)材料的热导率降低,提高涂层的隔热性能、热膨胀系数和抗热震性能。综述了国内外CYSZ热障涂层的研究成果和存在的问题,阐述了CeO_(2)掺杂对YSZ热障涂层性能的影响机制,并简要介绍了目前国内外CYSZ热障涂层及其材料的制备技术研究进展。

关键词：热障涂层 CeO_(2)-Y_(2)O_(3)-ZrO_(2)(CYSZ) 掺杂机理高温性能热喷涂技术

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