Re改性β-(Ni,Pt)Al涂层高温氧化行为研究
编号:235 访问权限:仅限参会人 更新:2020-10-27 16:54:33 浏览:504次 口头报告

报告开始:2020年11月15日 12:05(0)

报告时间:15min

所在会场:[K] 分会场十:材料表层强化和改性技术论坛 [K1] 上午

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摘要
B2结构的β-NiAl具有很多显著的优点,例如:高熔点、低密度、较好的热导性以及优越的抗氧化性能,并且这些优点使得其得以被广泛应用于高温热端材料中。在高温氧化的环境中,涂层的表面通常会形成一层热生长氧化物(TGO)来隔绝O2与涂层反应和阻止涂层持续性氧化。然而,当涂层表面形成的氧化膜不是连续完整的时候,TGO通常也非单一的α-Al2O3。此外,单相β-NiAl涂层表面形成的α-Al2O3氧化膜在高温暴露的过程中显示了较差的粘结力。
目前通常在β-NiAl涂层中添加Pt族金属(Pt和Pd)或者少量的活性元素(REs)来提高其抗氧化性能。在这些改性元素中,Pt被公认为是最有效的元素,即形成了β-(Ni,Pt)Al涂层。然而,表面褶皱和涂层与基体间严重的互扩散仍然是阻碍β-(Ni,Pt)Al涂层成为理想高温防护涂层材料过程中亟待解决的问题。通常在β-(Ni,Pt)Al涂层中添加适量的REs可进一步提高氧化膜的粘附性、消除界面孔洞和缓解褶皱行为。难熔金属Re被广泛地应用于提高单晶高温合金的力学性能,同时将其添加到β-NiAl中也可优化涂层的氧化性能。在涂层中添加Re可有效地促进θ-Al2O3向α-Al2O3转变、降低氧化速率和提高β-NiAl相的稳定性。
到目前为止,几乎没有针对Re改性β-(Ni,Pt)Al涂层抗氧化性能进行的相关研究。此外,Re和Pt共改性的β-NiAl涂层在高温下的抗氧化机制也尚不明确。因此,十分有必要研究出一种新工艺来制备Re改性β-(Ni,Pt)Al涂层。在本文中,我们采用电镀和电弧离子镀(AIP)结合工艺共制备了三种β-(Ni,Pt)Al涂层,即PtAl 扩散涂层、0Re-(Ni,Pt)Al涂层和1Re-(Ni,Pt)Al涂层。并在1100 ℃下对几种涂层进行了300 h恒温氧化实验,发现1Re-(Ni,Pt)Al涂层拥有最好的抗氧化性能,在涂层中添加Re对涂层TGO的形貌、抗剥落能力以及褶皱行为都有积极的作用。此外,我们还讨论了PtAl 扩散涂层的氧化机制。
 
关键词
铼;Pt改性铝化物涂层;氧化;TGO
报告人
李伟
中国科学院金属研究所;中国科学技术大学

稿件作者
李伟 中国科学院金属研究所;中国科学技术大学
傅霖兵 中国科学院金属研究所
张文璐 中国科学院金属研究所
姜肃猛 中国科学院金属研究所
宫骏 中国科学院金属研究所
孙超 中国科学院金属研究所
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  • 11月05日 2020

    初稿截稿日期

  • 11月16日 2020

    注册截止日期

主办单位
中国机械工程学会表面工程分会
承办单位
广东省新材料研究所
北京大学深圳研究生院
现代材料表面工程技术国家工程实验室
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