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铌硅化物基超高温合金Si-Y_2O_3共渗涂层的组织及其高温抗氧化性能

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无机材料学报 2009年第6期24卷 1219-1225页

作者：齐涛郭喜平西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

采用Si-Y2O3包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层,研究其在1250℃的恒温氧化性能.采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y2O3共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化.结果表明:涂层具有明显分... 详细信息

采用Si-Y2O3包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层,研究其在1250℃的恒温氧化性能.采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y2O3共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化.结果表明:涂层具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb,X)Si2(X表示Ti,Hf和Cr)外层和(Nb,X)5Si3过渡层,在过渡层与基体之间有不连续分布的细小(Cr,Al)2(Nb,Ti)块状沉淀.EDS分析表明,涂层中的Y分布是不均匀的,(Cr,Al)2(Nb,Ti)相的Y含量为0.94at%左右,而(Nb,X)Si2和(Nb,X)5Si3相的Y含量为0.46at%～0.57at%.经1250℃分别氧化5,10,20,50和100h后,Si-Y2O3共渗涂层保持其原始的相组成,并在其表面形成以TiO2、SiO2和Cr2O3组成的致密混合氧化膜,且与基体结合良好.

关键词：铌硅化物基超高温合金 Si—Y2O3 共渗涂层涂层结构高温抗氧化性能

钛合金表面激光熔覆AlCoCrFeMoVTi高熵合金涂层的摩擦磨损和高温抗氧化性能

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稀有金属材料与工程 2021年第8期50卷 2883-2891页

作者：邸英南刘洪喜张晓伟陈林刘径舟蔺健全郝轩弘王悦怡昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093

为提高钛合金的摩擦磨损和高温抗氧化性能,采用激光熔覆技术在Ti6Al4V(TC4)钛合金表面制备了近等原子比的AlCoCrFeMoVTi高熵合金(HEA)涂层。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析了涂层的物相组成和显微组织;利用HDX-1... 详细信息

为提高钛合金的摩擦磨损和高温抗氧化性能,采用激光熔覆技术在Ti6Al4V(TC4)钛合金表面制备了近等原子比的AlCoCrFeMoVTi高熵合金(HEA)涂层。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析了涂层的物相组成和显微组织;利用HDX-1000维氏硬度仪测试了熔覆层显微硬度;通过UMT-3摩擦磨损试验机和GSL-1400X型管式电阻炉分别测试了HEA涂层的摩擦磨损性能和高温抗氧化性能。结果表明,HEA涂层主要由面心立方(fcc)、体心立方(bcc)二元共晶相组成;HEA涂层最高显微硬度HV0.2为10990 MPa,是基体TC4的3.29倍;涂层摩擦系数为0.31,磨损体积为1.79×10^(-4)mm^(3),分别为基体的59.62%和12.01%;在800℃恒温下氧化50h后,HEA涂层的氧化增重为1.49 mg,仅为基体的16.37%。激光熔覆高熵合金AlCoCrFeMoVTi涂层能显著改善Ti6Al4V钛合金的摩擦磨损和高温抗氧化性能。

关键词：高熵合金涂层激光熔覆钛合金摩擦磨损高温抗氧化性能

TiAl合金表面Si-Al-Y共渗层的组织及高温抗氧化性能

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无机材料学报 2013年第12期28卷 1369-1375页

作者：李涌泉谢发勤吴向清李轩西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

通过在1050℃下Si—Al—Y扩散共渗0～4h在TiAl合金表面制备了Al、Y改性的硅化物抗氧化渗层，分析了共渗层的结构及相组成，并对其组织形成机理及高温抗氧化性能进行了研究。结果表明：1050℃共渗4h所制备的共渗层具有多层结构，由外向... 详细信息

通过在1050℃下Si—Al—Y扩散共渗0～4h在TiAl合金表面制备了Al、Y改性的硅化物抗氧化渗层，分析了共渗层的结构及相组成，并对其组织形成机理及高温抗氧化性能进行了研究。结果表明：1050℃共渗4h所制备的共渗层具有多层结构，由外向内依次为TiSi2外层、（Ti，X）5Si4及（Ti，X）5Si3（X表示Nb，Cr）中间层、TiAl2和γ-TiAl内层及富Al的过渡层，其中Y元素主要富集于共渗层的外层和中间层。不同时间共渗的结果表明，Si-A1-Y共渗层的形成是一个在基体表面先沉积Al，后沉积Si的有序过程。经1000℃高温氧化20h后共渗层表面形成了由Ti02外层及SiO2A12O3次外层组成的致密氧化膜；Y的氧化物主要存在于氧化膜与残余共渗层的界面处，能够有效地增强膜层的附着力。

关键词： TiAl合金 Si-Al-Y共渗层组织形成平衡气相分压高温抗氧化性能

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Ti对Nb基合金高温抗氧化性能的影响

中国有色金属学报 2014年第8期24卷 2044-2049页

作者：姜惠仁牛莉叶席文君马文帅张亮北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191 中国商用飞机有限责任公司上海200232 中国人民公安大学继续教育学院北京100076

采用热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及能谱分析(EDS)等方法,研究Nb-Si-Ti(15%~26%,摩尔分数)-Hf-Al-Cr多元合金、Nb-Ti(0~50%)二元合金在1250℃大气中的高温氧化行为。通过Ti含量变化对合金氧化产物种类及氧化物PBR值的影... 详细信息

采用热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及能谱分析(EDS)等方法,研究Nb-Si-Ti(15%~26%,摩尔分数)-Hf-Al-Cr多元合金、Nb-Ti(0~50%)二元合金在1250℃大气中的高温氧化行为。通过Ti含量变化对合金氧化产物种类及氧化物PBR值的影响,探讨Ti含量对Nb基合金高温抗氧化性能的作用。结果表明:随着Ti含量的增加,合金的高温氧化产物从Nb2O5、Ti2Nb10O29、TiNb2O7和TiO2依次过渡。通过计算发现:Nb基合金的氧化产物Nb2O5、Ti2Nb10O29、TiNb2O7及TiO2的PBR值随着Ti含量的升高依次减小。氧化产物PBR值的下降,可以有效地降低Nb基合金氧化膜的生长应力、提高氧化膜的完整性、增大氧化膜的失效周期,提高Nb基合金的高温抗氧化性能。

关键词：高温合金 Nb基合金高温抗氧化性能氧化产物

TC4钛合金表面激光熔覆NiCrCoAlY-Cr_(3)C_(2)复合涂层的摩擦和高温抗氧化性能

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材料工程 2021年第12期49卷 107-114页

作者：覃鑫祁文军左小刚新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830017 新疆众和股份有限公司乌鲁木齐830013

为了提高TC4钛合金表面摩擦磨损和高温抗氧化性能,以NiCrCoAlY+20%(质量分数)Cr_(3)C_(2)混合粉末作为熔覆粉末,采用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备NiCrCoAlY-Cr_(3)C_(2)复合涂层,利用OM,SEM,XRD,EDS等分析涂层的显微组织和物相组成... 详细信息

为了提高TC4钛合金表面摩擦磨损和高温抗氧化性能,以NiCrCoAlY+20%(质量分数)Cr_(3)C_(2)混合粉末作为熔覆粉末,采用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备NiCrCoAlY-Cr_(3)C_(2)复合涂层,利用OM,SEM,XRD,EDS等分析涂层的显微组织和物相组成;采用HXD-1000TB显微硬度计测量涂层显微硬度;采用MMG-500三体磨损试验机与WS-G150智能马弗炉对涂层和基体进行摩擦磨损及高温抗氧化实验。结果表明:利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面可以制备形貌良好、无裂纹和气孔等缺陷的复合涂层。熔覆区显微组织结构致密,多为针状晶和树枝晶;结合区的显微组织主要由平面晶、胞状晶和树枝晶组成,生成了多种可提高耐磨性和高温抗氧化性的碳化物、氧化物和金属间化合物。复合涂层的最高显微硬度为1344HV,约为钛合金基体350HV的3.8倍;复合涂层的摩擦因数为0.2~0.3,较钛合金基体的摩擦因数0.6~0.7明显下降;相同条件下复合涂层的磨损失重为0.00060 g,是钛合金基体磨损失重0.06508 g的0.9%;恒温850℃氧化100 h后复合涂层氧化增重为6.01 mg·cm^(-2),约为钛合金基体氧化增重25.10 mg·cm^(-2)的24%。激光熔覆技术有效改善了TC4钛合金表面的摩擦磨损和高温抗氧化性能。

关键词： TC4钛合金激光熔覆显微组织磨损性能高温抗氧化性能

放电等离子烧结Y掺杂Mo-Si-B涂层的高温抗氧化性能

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中国表面工程 2024年第4期37卷 134-141页

作者：靳鸣邵蔚贺定勇陈广辉谈震郭星晔周正北京工业大学材料与制造学部北京100124

稀土元素的掺杂可提升MoSi_(2)体系涂层的高温抗氧化性能,但稀土元素Y对于MoSi_(2)涂层抗氧化性能的影响机理还尚未明确。以Nb-Si基合金为基体,采用放电等离子烧结技术(SPS)在其表面制备Y掺杂(1 wt.%)的33Mo-62Si-5B(at.%)涂层。通过125... 详细信息

稀土元素的掺杂可提升MoSi_(2)体系涂层的高温抗氧化性能,但稀土元素Y对于MoSi_(2)涂层抗氧化性能的影响机理还尚未明确。以Nb-Si基合金为基体,采用放电等离子烧结技术(SPS)在其表面制备Y掺杂(1 wt.%)的33Mo-62Si-5B(at.%)涂层。通过1250℃高温氧化试验,研究涂层的高温氧化行为以及Y对涂层高温抗氧化性能的影响。结果表明:涂层主要由MoSi_(2)、MoB、Mo_(5)Si_(3)和SiO_(2)相构成,Y在涂层中以Y_(2)Si_(2)O_(7)颗粒的形式弥散分布于SiO_(2)相内部。包覆Mo-Si-B涂层的合金样品在氧化试验初期出现质量损失,其100 h后的氧化增重高于包覆Y掺杂Mo-Si-B涂层的合金样品,表明Y掺杂涂层具有更好的高温抗氧化性能。氧化后涂层表面形成由晶态SiO_(2)、硅硼玻璃相(SiO_(2)-B_(2)O_(3))和Y_(2)Si_(2)O_(7)颗粒构成的氧化膜。阐明Y提升Mo-Si-B涂层抗氧化性能的作用机理:在涂层表面优先形成的Y_(2)O_(3)加速了晶态SiO_(2)和硼硅氧化膜的形成,随后形成的Y_(2)Si_(2)O_(7)阻碍了O的内扩散,使Y掺杂Mo-Si-B涂层抗氧化性能得到提高。

关键词：放电等离子烧结 Mo-Si-B涂层 Y掺杂高温抗氧化性能

Al_4SiC_4陶瓷的高温抗氧化性能和高温力学性能的研究

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材料工程 2004年第12期32卷 32-35页

作者：黄小萧温广武程显明哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

对Al4SiC4陶瓷的高温抗氧化性能及高温力学性能进行了研究。结果表明,Al4SiC4陶瓷具有优良的高温抗氧化性能,其高温氧化动力学符合抛物线氧化规律。氧化层由三层构成致密的外氧化层,具有较大孔洞的内氧化层和具有较多细小孔洞的反应层... 详细信息

对Al4SiC4陶瓷的高温抗氧化性能及高温力学性能进行了研究。结果表明,Al4SiC4陶瓷具有优良的高温抗氧化性能,其高温氧化动力学符合抛物线氧化规律。氧化层由三层构成致密的外氧化层,具有较大孔洞的内氧化层和具有较多细小孔洞的反应层。该陶瓷显示了独特的高温弯曲强度特性,即在1000～1300℃的测试温度范围内,Al4SiC4陶瓷的高温弯曲强度随温度的升高而升高。1300℃时其值为449.73MPa,与室温弯曲强度(297.10MPa)相比,其增幅为50%左右。

关键词： Al4SiC4陶瓷高温抗氧化性能高温力学性能

纳米和微米ZrB_2-SiC粉末对涂层高温抗氧化性能的影响

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中国表面工程 2017年第2期30卷 119-127页

作者：李文生张一冯力安国升王磊王裕熙兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050

选用纳米团聚粉末和常规微米商用ZrB_2-SiC粉末,利用超音速等离子喷涂在310S耐热不锈钢基体上制备高温抗氧化ZrB_2-SiC复合涂层。采用XRD、SEM、EDS分析涂层组织结构;拉伸法测定涂层结合强度;静态高温氧化法表征涂层抗高温氧化性能。优... 详细信息

选用纳米团聚粉末和常规微米商用ZrB_2-SiC粉末,利用超音速等离子喷涂在310S耐热不锈钢基体上制备高温抗氧化ZrB_2-SiC复合涂层。采用XRD、SEM、EDS分析涂层组织结构;拉伸法测定涂层结合强度;静态高温氧化法表征涂层抗高温氧化性能。优化了喷涂距离,研究纳米和微米ZrB_2-SiC粉末对涂层形貌、组织结构及性能的影响。结果表明:纳米团聚粉末(n-ZS)涂层表面孔隙和微裂纹较微米商用粉末(m-ZS)涂层大幅减少,涂层更为致密;n-ZS涂层结合强度达到44.6 MPa,较m-ZS涂层提升了约67%;经过1 100℃、50 h的高温氧化试验,n-ZS涂层增重明显低于m-ZS涂层,氧化倾向低,具有更好的高温抗氧化能力。

关键词：超音速等离子喷涂粉末粒径喷涂距离结合强度高温抗氧化性能

激光熔敷Ti5Si3/NiTi金属间化合物复合材料涂层组织与高温抗氧化性能研究

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应用激光 2002年第3期22卷 269-271,274页

作者：刘元富赵海云张凌云王华明北京航空航天大学材料学院北京100083

以Ti—Si—Ni混合合金粉末为原料,利用激光熔敷技术,在高温、高强钛合金BT9表面制得了以金属间化合物Ti5Si3为强化相、以金属间化合物NiTi为基体的金属间化合物快速凝固高温抗氧化复合材料涂层。在1000℃恒温氧化50小时的试验条件下测... 详细信息

以Ti—Si—Ni混合合金粉末为原料,利用激光熔敷技术,在高温、高强钛合金BT9表面制得了以金属间化合物Ti5Si3为强化相、以金属间化合物NiTi为基体的金属间化合物快速凝固高温抗氧化复合材料涂层。在1000℃恒温氧化50小时的试验条件下测试了涂层的抗氧化性及氧化动力学曲线,分析了复合材料涂层及氧化膜的显微组织结构及相组成。

关键词：复合材料涂层组织高温抗氧化性能激光熔敷金属间化合物金属硅化物硅钛合金