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TiAl合金表面Ni-SiO2涂层的制备及其抗氧化性能研究

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TiAl合金表面Ni-SiO2涂层的制备及其抗氧化性能研究

阳极氧化Ti45Al8.5Nb合金的高温氧化及摩擦学性能

第十一届全国腐蚀与防护大会

作者：严豪杰伍廉奎曹发和中山大学材料学院

TiAl合金具有密度低,比强度、比刚度高,高温抗蠕变性能好的优点,在航空航天、汽车、化工等领域有着广泛的应用。但是当温度高于750℃时,TiAl合金表面会形成以TiO为主的疏松混合氧化膜,无法起到保护作用,制约了TiAl合金的发展。SiO防护... 详细信息

TiAl合金具有密度低,比强度、比刚度高,高温抗蠕变性能好的优点,在航空航天、汽车、化工等领域有着广泛的应用。但是当温度高于750℃时,TiAl合金表面会形成以TiO为主的疏松混合氧化膜,无法起到保护作用,制约了TiAl合金的发展。SiO防护涂层结构致密,化学稳定性好,在高温氧化领域受到了人们的广泛关注。但是由于SiO热膨胀系数(4.2×10K)与TiAl合金的热膨胀系数(14.4×10K)失配,在冷热交替环境中,氧化膜内容易萌生裂纹,使氧气与基体直接接触,形成疏松TiO,从而导致防护层的失效。为了解决SiO与TiAl合金热膨胀系数失配的问题并进一步提高SiO涂层的抗高温氧化能力,本研究采用复合电沉积和热处理的方式,在TiAl合金表面制备了包含纳米Ni颗粒的SiO涂层(简称Ni-SiO涂层)。实验结果表明,不同Ni含量的Ni-SiO涂层对于TiAl合金抗高温氧化性能的提升效果均优于SiO涂层。在900℃下氧化100h后,Ni-SiO涂层试样的氧化增重在0.166～0.24mg/cm,表面平整,无裂纹和剥落现象,而SiO涂层的氧化增重为0.356 mg/cm,约为前者的两倍。研究发现Ni的引入发挥了以下三点作用:(1)增大SiO涂层的热膨胀系数,缓解热膨胀系数失配的影响;(2)在裂纹产生时消耗内扩散O形成NiO,填补裂纹,同时降低界面处氧分压,促进基体内Al元素选择性氧化形成AlO保护膜;(3)调整涂层内玻璃相与晶体相的组成,促进玻璃态SiO转变为方石英,使涂层更致密。

关键词： TiAl合金高温氧化 SiO2涂层 Ni改性

来源： cnki会议评论

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2021年第11期31卷 3439-3451页

作者：李哲轩包雅婷伍廉奎曹发和中山大学·深圳材料学院 518107 浙江工业大学材料科学与工程学院杭州310014

采用阳极氧化技术在含0.15 mol/L NH_(4)F的乙二醇中对Ti45Al8.5Nb合金进行阳极氧化处理。研究阳极氧化Ti45Al8.5Nb合金的高温氧化性能和摩擦学行为。结果表明,由于保护性氧化层的产生,经阳极氧化处理的Ti45Al8.5Nb合金表现出良好的抗... 详细信息

采用阳极氧化技术在含0.15 mol/L NH_(4)F的乙二醇中对Ti45Al8.5Nb合金进行阳极氧化处理。研究阳极氧化Ti45Al8.5Nb合金的高温氧化性能和摩擦学行为。结果表明,由于保护性氧化层的产生,经阳极氧化处理的Ti45Al8.5Nb合金表现出良好的抗高温氧化性能。经1000℃氧化100 h后,阳极氧化Ti45Al8.5Nb合金的增重仅为0.37 mg/cm^(2)。另一方面,阳极氧化Ti45Al8.5Nb合金的硬度和弹性模量随高温氧化时间的延长先降低后升高,主要原因是富Al_(2)O_(3)的最外层氧化层的生成。

关键词： TiAl合金阳极氧化高温氧化摩擦学性能

ZrO_2掺杂电泳漆环氧涂层的制备及防护性能

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腐蚀科学与防护技术 2015年第2期27卷 109-115页

作者：高媚伍廉奎胡吉明浙江大学化学系杭州310027

在电泳清漆环氧树脂中掺杂硝酸锆(Zr(NO3)4·5H2O),采用一步电泳法制备ZrO2掺杂改性的阴极电泳漆涂层,用于镀锌钢的腐蚀防护。红外测试表明,硝酸锆水解产物ZrO2与环氧树脂粒子共沉积构成阴极电泳涂层,并在涂层/金属界面发生富集。电化... 详细信息

在电泳清漆环氧树脂中掺杂硝酸锆(Zr(NO3)4·5H2O),采用一步电泳法制备ZrO2掺杂改性的阴极电泳漆涂层,用于镀锌钢的腐蚀防护。红外测试表明,硝酸锆水解产物ZrO2与环氧树脂粒子共沉积构成阴极电泳涂层,并在涂层/金属界面发生富集。电化学阻抗谱、盐水浸泡和电化学扫描显微镜等结果表明,硝酸锆掺杂的电泳漆涂层防腐蚀性能得到大幅度提高。这可能是由于一方面掺杂形成的ZrO2填补了涂层本体的微孔缺陷,另一方面ZrO2在涂层与金属界面形成的富集层提高了涂层与金属之间的结合力。

关键词：金属防护阴极电泳环氧涂层硝酸锆掺杂镀锌钢

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苯亚磺酸钠对氯化铵配位体系电沉积镍的影响

电镀与涂饰 2017年第23期36卷 1254-1259页

作者：蒋一博刘敏王伟克伍廉奎中国检验认证集团(浙江) 浙江杭州310006 国网浙江省电力公司电力科学研究院浙江杭州310014 浙江工业大学材料科学与工程学院浙江杭州310014

在氯化铵配位体系电镀镍溶液中加入苯亚磺酸钠(SBS)以解决镍镀层发黑、发脆的问题。考察了苯亚磺酸钠的质量浓度对电流效率、镀层表面形貌和外观的影响,以及氨水浓度、氯化铵浓度、镀液温度、电流密度等参数对电流效率和苯亚磺酸钠消耗... 详细信息

在氯化铵配位体系电镀镍溶液中加入苯亚磺酸钠(SBS)以解决镍镀层发黑、发脆的问题。考察了苯亚磺酸钠的质量浓度对电流效率、镀层表面形貌和外观的影响,以及氨水浓度、氯化铵浓度、镀液温度、电流密度等参数对电流效率和苯亚磺酸钠消耗量的影响。得到最佳工艺条件为:NiCl_2·6H_2O 237.7 g/L,NH_3·H_2O 70 g/L,NH_4Cl 212 g/L,苯亚磺酸钠100 mg/L,pH 7.5,温度50℃,电流密度0.2 A/dm^2。该条件下电流效率达99.01%,所得镍层为典型的面心立方结构,表面光亮、平整。

关键词：镍电沉积氯化铵苯亚磺酸钠电流效率表面形貌晶体结构

阳极氧化Ti48Al2Nb2Cr合金的长期恒温和循环氧化性能

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阳极氧化Ti48Al2Nb2Cr合金的长期恒温和循环氧化性能

第十一届全国腐蚀与防护大会

作者：李哲轩伍廉奎曹发和中山大学材料学院

TiAl合金具有比强度高、耐蚀性能好和密度低等特点,被认为是极具应用前景的高温轻质材料之一,可广泛应用于航空航天工业、医学器械和化工行业等领域。然而,抗高温氧化性能不足的问题限制了TiAl合金的实际应用,当服役温度超过800℃时,TiA... 详细信息

TiAl合金具有比强度高、耐蚀性能好和密度低等特点,被认为是极具应用前景的高温轻质材料之一,可广泛应用于航空航天工业、医学器械和化工行业等领域。然而,抗高温氧化性能不足的问题限制了TiAl合金的实际应用,当服役温度超过800℃时,TiAl合金表层会生成非保护性且结合力较差的TiO和AlO混合氧化层,严重影响TiAl合金的使用性能。提高TiAl合金抗高温氧化性能的方法可分为合金化和表面处理两种。其中,合金化提高合金抗高温氧化的能力有限且可能会影响合金的机械性能,而表面处理技术中的涂层技术也有结合力较差,易发生相互扩散,易脱落等问题。因此,采用更为有效的处理方式来提高TiAl合金在高温下的抗氧化性显得尤为重要。本研究将阳极氧化技术和卤素效应相结合,在含氟体系中对Ti48Al2Nb2Cr合金进行阳极氧化,促使合金表面原位生长一层含氟氧化膜,以提高合金的抗高温氧化性能。结果表明,经1000℃恒温氧化和900h循环氧化1000h后,经阳极氧化处理的Ti48Al2Nb2Cr合金的增重分别为1.12 mg/cm和0.48 mg/cm。富氟的阳极氧化膜促进了Al和Cr分别氧化为AlO和CrO。原位高温拉曼光谱表明,氟化铝在高温下可以转变为保护性的AlO。连续致密的AlO氧化膜与基体结合良好,有效地阻止了氧的向内扩散和Ti的外扩散,从而提供了优异的长期抗氧化和抗剥落性能。

关键词： TiAl合金阳极氧化高温氧化拉曼光谱

来源： cnki会议评论

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硅烷改性聚合物防护涂层的研究进展

腐蚀科学与防护技术 2015年第1期27卷 85-89页

作者：陈伟蒋梅燕伍廉奎胡吉明浙江大学化学系杭州310027

硅烷掺杂(改性)防护性聚合物涂层是制备新型环保涂层的一种新方法。这种"超级涂层"摒弃了传统涂层的环境毒性和高成本而具有重要现实意义。本文较详细地介绍了"超级涂层"的制备方法及硅烷促进聚合物涂层抗蚀性能的作用原理。

关键词： “超级涂层” 掺杂改性硅烷防腐蚀进展

超声喷丸对7075铝合金棒材组织结构与性能的影响

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中国腐蚀与防护学报 2023年第6期43卷 1293-1302页

作者：刘浩郭晓开王维伍廉奎曹发和孙擎擎中山大学材料学院深圳518107 松山湖材料实验室东莞523808

研究了超声喷丸对7075铝合金棒材微观组织结构、显微硬度、电化学腐蚀以及晶间腐蚀行为的影响。金相、XRD以及TEM等结果表明,采用超声喷丸制备了表层晶粒尺寸约为78.2 nm的梯度纳米结构7075铝合金,且合金表层时效析出强化相(η和η′相... 详细信息

研究了超声喷丸对7075铝合金棒材微观组织结构、显微硬度、电化学腐蚀以及晶间腐蚀行为的影响。金相、XRD以及TEM等结果表明,采用超声喷丸制备了表层晶粒尺寸约为78.2 nm的梯度纳米结构7075铝合金,且合金表层时效析出强化相(η和η′相)回溶基体。显微硬度结果表明,超声喷丸处理后合金表层硬度提升了约20%。在0.1 mol/L Na_(2)SO_(4)+20 mmol/L NaCl溶液中的极化曲线结果表明,合金在超声喷丸处理后点蚀电位正移,说明合金耐点蚀萌生能力增强。在3.5%NaCl溶液中的极化曲线与电化学阻抗谱结果表明,7075铝合金棒材在超声喷丸处理后腐蚀速率加快,且腐蚀速率在深度方向上呈递减趋势。晶间腐蚀浸泡实验表明7075铝合金在超声喷丸处理后耐晶间腐蚀能力降低。最后,讨论了超声喷丸7075铝合金棒材的表层强化机制与腐蚀机理。

关键词： 7075铝合金棒材表面纳米化显微硬度腐蚀行为

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铜及其合金抗氧化工艺研究现状与前景

腐蚀科学与防护技术 2009年第6期21卷 563-567页

作者：伍廉奎高勇杨丽霞中国地质大学(武汉)材料科学与化学工程学院武汉430074

综述了铜及其合金在广泛应用中亟待解决的的问题-变色过程及机理;分别论述目前防变色工艺中的各种方法及评价抑制变色效果的方法,并对其防变色工艺的发展趋势进行展望.

关键词：铜及其合金变色缓蚀剂自组装综述

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TiAl合金表面SiO;防护涂层研究进展

中国材料进展 2022年

作者：严豪杰伍廉奎曹发和中山大学材料学院

TiAl合金具有密度低、比强度高和高温抗蠕变性能好等优点，在航空航天及汽车工业等领域的高温结构部件具有广阔的应用前景。然而，抗高温氧化性不足的问题限制了其应用。SiO;涂层结构致密，具有良好的化学稳定性和热稳定性，可有效改善T...

TiAl合金具有密度低、比强度高和高温抗蠕变性能好等优点，在航空航天及汽车工业等领域的高温结构部件具有广阔的应用前景。然而，抗高温氧化性不足的问题限制了其应用。SiO;涂层结构致密，具有良好的化学稳定性和热稳定性，可有效改善Ti Al合金的抗高温氧化性能，引起了研究人员的关注。然而，纯SiO;涂层存在结构单一、涂层与TiAl基体热膨胀系数差异较大、在长期高温环境服役时界面易失稳等问题。为此，TiAl合金表面SiO;复合涂层应运而生，主要包括在SiO;涂层和基体之间引入其他中间层或以SiO;涂层作为中间层制备玻璃陶瓷复合涂层。简要介绍了TiAl合金的氧化行为和改善合金抗高温氧化性能的方法，综述了近年来国内外TiAl合金表面SiO;防护涂层的研究进展，讨论了SiO;涂层的制备方法和原理、高温氧化行为、氧化膜结构及其防护机理，并展望了未来SiO;防护涂层的发展趋势。

关键词：