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炭/炭复合材料抗氧化抗热震铱涂层的研究进展

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稀有金属材料与工程 2010年第11期39卷 2059-2063页

作者：华云峰李争显杜继红 NW Inst Nonferrous Met Res Xian 710016 Peoples R China

铱是航天领域1800℃以上炭/炭复合材料抗氧化抗热震涂层的首选材料。本文介绍了物理气相沉积、金属有机物化学气相沉积、熔盐电解沉积和双层辉光等离子沉积等4种主要制备铱涂层的方法,讨论了铱涂层与炭/炭复合材料基体之间过渡层的材料... 详细信息

铱是航天领域1800℃以上炭/炭复合材料抗氧化抗热震涂层的首选材料。本文介绍了物理气相沉积、金属有机物化学气相沉积、熔盐电解沉积和双层辉光等离子沉积等4种主要制备铱涂层的方法,讨论了铱涂层与炭/炭复合材料基体之间过渡层的材料选择,总结了铱涂层的地面试车测试结果,分析了影响铱涂层寿命的因素,指出今后我国制备铱涂层的技术途径应采用熔盐电解沉积(Electroformed Deposition,简写为ED)、双层辉光等离子沉积(Double-glow Plasma Deposition,简写为DPD)方法。

关键词：炭复合材料抗氧化抗热震铱涂层研究进展 Composites Study 金属有机物化学气相沉积双层辉光离子沉积电解沉积物理气相沉积复合材料基体制备涂层寿命熔盐简写技术途径航天领域方法

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MOCVD Ir薄膜的制备与沉积效果分析

稀有金属材料与工程 2005年第1期34卷 139-142页

作者：华云峰陈照峰张立同成来飞西北工业大学陕西西安710072

在不通入活性气体的条件下,采用三乙酰丙酮铱金属有机物化学气相沉积方法制备铱薄膜。结果表明:低于190℃长时间加热使先驱体分子结构改变,其C-H和C-O键断裂活性升高,导致沉积薄膜中含有显著数量的碳杂质;高于220℃加热先驱体和550℃沉... 详细信息

在不通入活性气体的条件下,采用三乙酰丙酮铱金属有机物化学气相沉积方法制备铱薄膜。结果表明:低于190℃长时间加热使先驱体分子结构改变,其C-H和C-O键断裂活性升高,导致沉积薄膜中含有显著数量的碳杂质;高于220℃加热先驱体和550℃沉积,可获得致密连续、无杂质碳并且呈亮银白色的铱薄膜。

关键词：铱金属有机物化学气相沉积先驱体基片

难熔金属铱与SiC及Y_2O_3的固相反应研究(英文)

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稀有金属材料与工程 2012年第7期41卷 1149-1152页

作者：华云峰李争显杜继红黄春良西北有色金属研究院陕西西安710016

研究了难熔金属铱与SiC及铱与Y2O3的固相反应,采用金属间化合物的标准生成吉布斯自由能等于标准形成焓的方法计算固相反应热力学,采用电子分布与晶体结构之间相关的Engel理论分析了铱与Y2O3的固相反应机制。结果表明,铱与SiC在1000℃开... 详细信息

研究了难熔金属铱与SiC及铱与Y2O3的固相反应,采用金属间化合物的标准生成吉布斯自由能等于标准形成焓的方法计算固相反应热力学,采用电子分布与晶体结构之间相关的Engel理论分析了铱与Y2O3的固相反应机制。结果表明,铱与SiC在1000℃开始反应生成Ir3Si和石墨,随着反应温度升高,Ir3Si与SiC进一步反应生成更高熔点的IrSi,当反应温度为1400℃时,固相反应产物为IrSi和石墨。在1800℃的还原性碳气氛下,铱与Y2O3能够发生固相反应生成Ir2Y和CO,Ir外围电子层失去电子形成d5sp2排布,Y外围电子层得到电子形成d3sp排布,成键电子数目由17个增加至21个,导致Ir-Y键能大于Y-O键能。

关键词：固相反应铱 SiC Y2O3 标准形成焓

钛表面纳米复合Si-C-N超硬薄膜的结构与性能

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稀有金属材料与工程 2013年第6期42卷 1165-1168页

作者：赵勇华云峰王彦峰李争显长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 西北有色金属研究院陕西西安710016

采用电弧增强磁控溅射(AEMS)技术在钛表面制备纳米复合Si-C-N超硬薄膜,研究薄膜的显微结构、相组成、硬度、韧性、摩擦学行为和耐蚀性能。结果表明,薄膜形成了C–C、C=C、N–C以及Si–C非晶复合组织结构。薄膜的硬度为(38.2±4.1)GPa,... 详细信息

采用电弧增强磁控溅射(AEMS)技术在钛表面制备纳米复合Si-C-N超硬薄膜,研究薄膜的显微结构、相组成、硬度、韧性、摩擦学行为和耐蚀性能。结果表明,薄膜形成了C–C、C=C、N–C以及Si–C非晶复合组织结构。薄膜的硬度为(38.2±4.1)GPa,断裂韧性为(3.68±0.32)MPa·m1/2。薄膜的摩擦系数为0.23左右,具有良好的抗摩擦磨损能力。沉积Si-C-N薄膜的TA2试样在25℃、3.5%NaCl水溶液中的腐蚀速率为0.000125mm·a-1,是纯TA2的12.5%,具有良好的耐蚀性能。

关键词：纳米复合Si-C-N超硬薄膜显微结构断裂韧性摩擦系数耐蚀性能

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TC21钛合金表面无氢渗碳层耐磨性分析

稀有金属材料与工程 2014年第12期43卷 3114-3119页

作者：姬寿长李争显罗小峰杜继红华云峰王彦锋西安建筑科技大学陕西西安710055 西北有色金属研究院陕西西安710016 西安赛福斯材料防护有限责任公司陕西西安710016

将经过预处理的TC21钛合金试样置入真空渗碳炉中进行渗碳。分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及显微维氏(HV)硬度仪、摩擦磨损试验机,对渗碳层的物相结构、组织形貌、硬度和耐磨性进行分析。结果表明:经渗碳处理后,通过渗层组... 详细信息

将经过预处理的TC21钛合金试样置入真空渗碳炉中进行渗碳。分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及显微维氏(HV)硬度仪、摩擦磨损试验机,对渗碳层的物相结构、组织形貌、硬度和耐磨性进行分析。结果表明:经渗碳处理后,通过渗层组织可判定没有氢化物,XRD未检测发现氢化物及含H相,出现了Ti C等碳化物相,表面硬度提高了2.66倍。渗碳前Ti/Ti对磨的摩擦系数约为0.6,渗碳后Ti C/Ti C的摩擦系数约为0.23,渗碳体与原始表面的摩擦系数介于二者之间。TC21钛合金对磨两方经渗碳处理,改善了摩擦性能;如Ti/Ti部件对磨时,渗碳方可提高耐磨性,非渗碳件在与渗碳件对磨中,加剧了非渗碳件的磨损。渗碳也改变了TC21钛合金部件之间的摩擦状态,TC21基体由Ti基/Ti球之间的粘着磨损变为Ti基/Ti C球磨粒磨损+剥层磨损。

关键词： TC21钛合金无氢渗碳摩擦系数耐磨性磨粒磨损剥层磨损

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热障涂层抗腐蚀研究进展

稀有金属材料与工程 2013年第9期42卷 1976-1980页

作者：华云峰潘伟李争显杜继红赵蒙任小瑞清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084 西北有色金属研究院陕西西安710016

腐蚀是燃气轮机涡轮叶片Y2O3稳定ZrO2(YSZ)热障涂层失效的主要原因。本文系统总结了YSZ热障涂层服役过程中面临的腐蚀环境:高温相变、烧结与氧化腐蚀,Na2SO4和V2O5熔盐腐蚀,以及熔融钙镁铝硅酸盐玻璃(CMAS)腐蚀。分析了YSZ热障涂层腐蚀... 详细信息

腐蚀是燃气轮机涡轮叶片Y2O3稳定ZrO2(YSZ)热障涂层失效的主要原因。本文系统总结了YSZ热障涂层服役过程中面临的腐蚀环境:高温相变、烧结与氧化腐蚀,Na2SO4和V2O5熔盐腐蚀,以及熔融钙镁铝硅酸盐玻璃(CMAS)腐蚀。分析了YSZ热障涂层腐蚀机理,讨论了提高热障涂层抗腐蚀性能的理论和方法,指出了热障涂层抗腐蚀研究发展方向。

关键词：热障涂层高温腐蚀熔盐腐蚀熔融玻璃腐蚀

Lu_2O_3/TiO_2/Nb_2O_5共稳定ZrO_2热障涂层材料研究

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稀有金属材料与工程 2013年第8期42卷 1719-1721页

作者：华云峰潘伟李争显杜继红赵蒙任小瑞清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084 西北有色金属研究院陕西西安710016

采用Lu2O3/TiO2/Nb2O5作为ZrO2热障涂层材料的稳定剂,研究Lu2O3/TiO2/Nb2O5共稳定ZrO2(15%LTNSZ)热障涂层材料在900℃、40 mol%V2O5+60 mol%Na2SO4熔盐中的热腐蚀行为。结果表明:8%YSZ热障涂层材料热腐蚀2 h后,t相ZrO2全部相变为m相ZrO2,热腐蚀产物为尺寸较大的YVO4晶体;15%LTNSZ热障涂层材料热腐蚀20 h后,m相ZrO2的比例仅为5.5%,热腐蚀产物为尺寸较小的LuVO4晶体。与Y2O3稳定剂相比,Lu2O3/TiO2/Nb2O5稳定剂使ZrO2在40 mol%V2O5+60 mol%Na2SO4熔盐中的抗热腐蚀性能提高1个量级以上。

关键词： Lu2O3/TiO2/Nb2O5共稳定ZrO2 热障涂层熔盐热腐蚀

C/C复合材料表面双层辉光等离子制备铼涂层研究

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稀有金属材料与工程 2012年第11期41卷 2013-2016页

作者：华云峰李争显黄春良杜继红骆瑞雪西北有色金属研究院陕西西安710016

用双层辉光等离子渗金属技术,在C/C复合材料基体表面制备了铼涂层,研究了铼涂层显微结构、相组成、硬度以及结合强度。结果表明,铼涂层致密光滑,由多晶结构的柱状晶粒组成,晶粒尺寸在0.5～1.5μm之间。涂层(110)和(103)晶面发生了择优... 详细信息

用双层辉光等离子渗金属技术,在C/C复合材料基体表面制备了铼涂层,研究了铼涂层显微结构、相组成、硬度以及结合强度。结果表明,铼涂层致密光滑,由多晶结构的柱状晶粒组成,晶粒尺寸在0.5～1.5μm之间。涂层(110)和(103)晶面发生了择优生长。涂层HV显微硬度为6.66±0.25GPa。制备过程中涂层与基体发生互扩散,界面既有机械结合又有物理结合。划痕试验加载过程中,当C/C复合材料基体由于硬度和韧性低而发生破碎后,铼涂层与基体仍结合良好。

关键词：双层辉光等离子铼涂层 C C复合材料显微结构结合强度

金属有机物化学气相沉积法制备铱涂层的形貌与结构分析

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稀有金属材料与工程 2006年第3期35卷 488-491页

作者：杨文彬张立同成来飞华云峰张钧西北工业大学超高温结构复合材料国防科技重点实验室陕西西安710072

采用金属有机物化学气相沉积法,在不通入活性气体的条件下,研究了三乙酰丙酮铱先驱体挥发温度对铱涂层显微结构的影响。在500℃的金属铌和陶瓷石英基片上制备出亮银白色的多晶相铱涂层。分析表明:铌和石英基片上沉积的铱涂层均由两层不... 详细信息

采用金属有机物化学气相沉积法,在不通入活性气体的条件下,研究了三乙酰丙酮铱先驱体挥发温度对铱涂层显微结构的影响。在500℃的金属铌和陶瓷石英基片上制备出亮银白色的多晶相铱涂层。分析表明:铌和石英基片上沉积的铱涂层均由两层不同结构的薄膜构成,220℃挥发先驱体沉积出由纳米级颗粒疏松堆积构成的涂层,185℃挥发先驱体沉积出致密的涂层。铱涂层表面光滑均匀,无明显缺陷。

关键词：铱涂层金属有机物化学气相沉积升华温度显微组织