一、两种NiCrAlY涂层1050℃恒温抗氧化性能（论文文献综述）
李玲,杜汐然,曲品权,李建呈,王金龙,古岩,张甲,陈明辉,王福会[1]（2022）在《真空热处理对多弧离子镀NiCoCrAlY涂层高温氧化行为的影响》文中指出采用多弧离子镀技术在镍基高温合金上沉积NiCoCrAlY涂层,通过真空热处理消除涂层内部孔洞。研究了950、1000和1050℃热处理后的涂层在1000℃下的氧化实验,以探究最优的热处理温度。采用XRD、SEM和EDS观察分析涂层的物相组成和表截面形貌。结果表明,真空热处理后,基体与涂层结合紧密,氧化增重相对缓慢,涂层表面能形成均匀致密的氧化膜。其中,1000℃下真空热处理的涂层表现出了良好的抗氧化和防剥落性能。
唐紫苑[2]（2021）在《Y的存在形式对MCrAlY涂层性能的影响研究》文中指出随着工业的快速发展,燃气轮机的服役工况变得越来越恶劣,MCr Al Y涂层具有出色的耐高温和耐腐蚀性能,可广泛用于复杂工况环境服役下发动机叶片和燃气轮机等热端部件。但是,NiCrAlY涂层中Y含量过高或长时间的高温氧化服役,Y2O3会进一步生成Y-Al-O氧化物,为氧提供扩散通道,同时这一过程伴随的体积膨胀和晶型转变都会导致涂层的失效。为了解决上述问题,改变Y在涂层中的存在形式是目前研究的热点。依据上述思路,本文设计了两种方案,即NiCrAl涂层+包埋渗Y的方法制备NiCrAlY渗层,以及采用NiCrAl/Y2O3复合粉末制备NiCrAlY涂层的方法,研究不同Y的添加方式对涂层性能的影响。研究了包埋渗渗剂组分如催化剂、Y2O3及其含量,温度、时间等参数对渗层的影响,并利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）等测试方法对渗层组织形貌及微区成分进行分析。利用热重分析仪（TG）研究了包埋渗涂层、热喷涂制备的涂层,NiCrAlY、NiCrAl/Y2O3粉末的高温氧化行为,探讨了Y的存在形式对涂层性能的影响。具体结果如下:（1）研究了包埋渗工艺对渗层性能的影响,确定了渗层制备工艺。研究了催化剂种类及含量对渗层的影响,催化剂为Na F时,Y明显的渗入渗层;当Na F含量由3 wt.%增加至8 wt.%时,Y的渗入量由0 at.%增加到1.48 at.%,且组织更加致密,进一步增加催化剂的含量反而降低渗Y量。研究了被渗元素Y2O3含量对渗层的影响,Y2O3的含量从3 wt.%增加到5 wt.%时能有效提高渗层中Y的渗入量,此时,渗Y量达到2.2 at.%,但当Y2O3的含量进一步增加至7 wt.%时,渗Y量反而降低。研究了包埋渗温度和时间对渗层的影响,发现渗Y量随着温度的升高先增加后减小,温度为1150℃时最佳;保温时间从4 h适当的延长至6 h时渗入Y的量及深度明显增加。确定了最佳渗层制备工艺为:渗剂组分为5%Y2O3-8%Na F-87%Al2O3,温度为1150℃,时间为6 h。（2）研究了低压等离子喷涂制备的NiCrAl、NiCrAl0.5Y、NiCrAl1.0Y涂层在1100℃氧化100 h的高温氧化性能,对涂层的表面形貌及氧化动力曲线进行分析,获得了Y含量对涂层抗氧化性能的影响规律。结果表明:NiCrAl涂层表面形成的氧化膜脱落,抗氧化性能最差;NiCrAl0.5Y、NiCrAl1.0Y涂层经高温氧化后,涂层表面均形成了氧化铝膜,但NiCrAl0.5Y涂层的氧化增重低于NiCrAl1.0Y涂层的氧化增重,因此,NiCrAl0.5Y涂层的抗氧化性能最佳。（3）对比了等量Y的情况下,NiCrAlY渗层和热喷涂NiCrAlY涂层抗氧化性能的差异,实验结果表明:在等量Y的情况下,渗层的抗氧化性能优于涂层的抗氧化性能。尤其是,NiCrAl/1.0Y渗层氧化初期的氧化速度快,经长时间氧化后,氧化增重趋于稳定,而NiCrAl1.0Y涂层持续氧化,其氧化增重（3.0 mg/cm2）是NiCrAl/1.0Y渗层（0.9 mg/cm2）的3倍左右,因此,在NiCrAl涂层上渗Y制备的涂层有良好的抗氧化性能,经包埋渗处理后,Y以金属间化合物形式存在于涂层中,延长了Y向Y-Al-O氧化物转变的时间,延长了涂层的使用寿命。（4）对比了不同渗Y量对渗层性能的影响,采用渗剂组分为5%Y2O3-8%Na F-87%Al2O3（wt.%）在NiCrAl涂层、NiCrAl0.5Y涂层、NiCrAl1.0Y涂层上经1150℃保温6 h制备渗层,并对渗层进行1100℃氧化100 h的恒温氧化试验。实验结果表明:经包埋渗处理后的涂层中,NiCrAl0.5Y渗层氧化增重最低,抗氧化性能最佳。将包埋渗处理后的渗层与热喷涂制备的涂层的抗氧化性能进行对比,结果表明,NiCrAl0.5Y涂层的氧化增重（2.7 mg/cm2）是NiCrAl0.5Y渗层的氧化增重（0.75 mg/cm2）的3.6倍,因此,对涂层进行渗Y处理后能够有效提高涂层的抗氧化性能。（5）采用机械合金化法制备NiCrAl/Y2O3粉末,对比了等量Y的NiCrAl0.5Y、NiCrAl/1.5Y2O3粉末,NiCrAl1.0Y、NiCrAl/2.5Y2O3粉末在1100℃氧化100 h后的抗氧化性能,结果表明,NiCrAl/Y2O3复合粉末的氧化增重明显低于NiCrAlY合金粉末,采用氧化钇（Y2O3）粉末引入Y的方式能明显提高粉末的抗氧化性能。
刘书彬[3]（2021）在《改性MCrAlY（M=Ni,NiCo）涂层的制备及性能研究》文中认为本文采用电弧离子镀方法制备了 NiCrAlYSc涂层、NiCoCrAlYHfZr涂层以及梯度NiCoCrAlYHfZr涂层。通过XRD、SEM/EDS、TEM和EPMA等手段研究了几种涂层在高温氧化和热腐蚀条件下的微观结构以及组织演变和退化过程。主要研究结果如下:采用电弧离子镀方法在DD26基体上制备了 Sc含量（wt.%）为0、0.2、0.4和1.0的四种NiCrAlYSc涂层。退火处理后,四种涂层均由γ’/γ相和少量的β-NiAl相组成。900℃恒温氧化时,0.2 wt.%Sc改性涂层氧化增重最小,其表面氧化膜为致密的α-Al203膜,其余三种涂层表面则被针片状氧化物所覆盖。1 1 00℃恒温氧化及循环氧化条件下,0.2 wt.%Sc改性涂层表面氧化膜未发现有明显剥落,其余三种涂层表面均出现不同程度的剥落且能够检测到NiAl204尖晶石相。少量Sc的添加可以增强氧化膜的粘附性,从而提高涂层的抗高温氧化性能。但Sc的添加对涂层抗热腐蚀性能的提升有限,在Na2SO4+K2SO4混合盐中,四种涂层热腐蚀100 h后均进入加速腐蚀阶段,在稳定腐蚀阶段,1.0 wt.%Sc改性涂层表面生成均匀连续的Al2O3膜,表现出较好的抗热腐蚀能力,而在Na2SO4+NaCl混合盐中,0.4 wt.%Sc改性涂层的抗热腐蚀性能较好,涂层内部内氧化和内硫化程度最轻。采用电弧离子镀技术在四代单晶高温合金DD91上制备了 NiCoCrAlYHfZr涂层,并以NiCoCrAlY涂层作为对比。真空退火后,两种涂层均由γ’-Ni3Al相和β-（Ni,Co）Al相以及少量的NiCoCr相组成,β相在涂层内弥散分布。1100℃恒温氧化和1150℃循环氧化结果表明,NiCoCrAlYHfZr涂层表现出更强的保护能力,Hf和Zr的添加改善了涂层表面氧化膜的粘附性,从而增强了涂层的抗高温氧化性能。在高温氧化过程中两种涂层均与基体发生明显互扩散,但NiCoCrAlYHfZr涂层形成的二次反应区厚度以及二次反应区内析出的TCP相的尺寸和数量均明显小于NiCoCrAlY涂层。在900℃下75 wt.%Na2SO4+25 wt.%K2SO4混合盐热腐蚀过程中,两种涂层内部均保持完好,没有遭到内氧化和内硫化的破坏,表现出良好的抗热腐蚀能力。在Na2SO4+NaCl混合盐中,NaCl的存在加剧了两种涂层的腐蚀程度,但NiCoCrAlYHfZr涂层表面形成的氧化膜可以更好地隔绝大部分O和S向涂层内部入侵,从而改善涂层的抗热腐蚀性能。采用电弧离子镀方法在DD91基体上制备了梯度NiCoCrAlYHfZr涂层和梯度NiCoCrAlY涂层,两种涂层的外层主要由β相组成,而内层由γ’相和弥散分布的β相组成。在1100℃恒温氧化时,两种涂层的氧化速率和氧化增重相差不大,但梯度NiCoCrAlY涂层的氧化膜在氧化1000 h后发生较为严重的剥落。在1150℃循环氧化过程中,梯度NiCoCrAlYHfZr涂层表现出更好的氧化膜抗剥落性能。高温氧化时,由于Al的消耗,涂层中的β相逐渐转变为γ’相。梯度涂层与基体之间存在更高的Al浓度梯度,因而互扩散更为严重。在Na2SO4+K2SO4热腐蚀过程中,梯度NiCoCrAlY涂层表面氧化膜明显增厚且氧化膜内包含大量Cr的硫化物,而梯度NiCoCrAlYHfZr涂层表面氧化膜仍为纯净的Al2O3且腐蚀增重较小。两种涂层在Na2SO4+NaCl混合盐中均发生了更为严重的热腐蚀,梯度NiCoCrAlYHfZr涂层内氧化和内硫化程度较轻,腐蚀速度较慢,表现出更好的抗热腐蚀性能。
刘燚栋[4]（2021）在《航空发动机叶片叶尖防护涂层的研究》文中研究表明随着推重比和燃油效率的提升,先进航空发动机需要拥有良好的气路封闭性能。因此,在其运行期间,期望转子叶片叶尖和相应的密封件之间保持较小径向间隙,以减少压缩气体的流失。再者,由于服役过程中极高的刮削速度（相对线速度可达几百米每秒）和瞬时温升（最高可达上千摄氏度）,钛合金叶片叶尖的严重磨损和高钛火发生率等问题日益凸显。另外,涡轮进口温度的提升和燃气压力的增加,导致叶片叶尖部位的服役环境急剧恶化,其磨损、氧化和腐蚀等问题也亟待解决。目前,具有独特设计理念的新型叶片叶尖防护涂层是改善这些问题的有效途径。针对钛合金叶片,本文采用复合电镀技术在其叶尖制备了一层Ni/cBN或Ni/Si3N4涂层,并分别研究了它们的高温抗氧化性能、阻燃性能和高速刮削性能。针对高温合金叶片,本文采用电镀、电弧离子镀和化学气相渗铝三种工艺相结合的方法设计了一种具有层状复合结构的NiCrAlYSi+NiAl/cBN涂层,并分别研究它的高温抗氧化和热腐蚀等性能。基于以上研究,本文建立了各涂层在相应测试环境中的退化、失效模型以揭示其作用机理。燃烧实验表明,TC25合金的燃烧是一种液相燃烧反应。燃烧过程可以分为初期氧化阶段、点火阶段和稳定燃烧阶段。合金燃烧后的组织主要可以分为氧化区、熔融区和热影响区。在熔融区与热影响区的界面处存在一条难熔元素的富集带,其中元素的富集和分布是控制该合金反应界面扩散速率的关键因素。氧化实验表明,Ni/cBN和Ni/Si3N4防护涂层在700℃内具有良好的抗氧化性能。并且,阻燃测试结果表明,两种叶尖防护涂层可以显着提高钛合金基体的燃点。这主要是由于这两种涂层独特的结构可使滴落的钛液滴难以与涂层和基体直接接触,并且涂层可以有效阻碍氧元素向合金基体的内扩散,从而起到阻燃隔热的作用。此外,Ni/Si3N4涂层的阻燃隔热性能要优于Ni/cBN涂层,这主要与两种陶瓷颗粒的属性有关。高速刮削过程中,材料转移层的高硬度和延伸作用可加剧可磨耗涂层的磨损,从而降低发动机的稳定性。而高速刮削实验结果表明,两种钛合金叶尖防护涂层均可有效抑制Al/hBN可磨耗涂层的材料转移行为（显着降低转移层的覆盖范围和厚度）,从而有效地延长叶片的服役寿命。Ni/cBN涂层的失效机理是可磨耗涂层的转移材料覆盖了 cBN颗粒,并在刮削过程中有部分cBN颗粒被拔出。Ni/Si3N4涂层的失效机理是在刮削过程中Si3N4颗粒突出部分发生断裂。此外,与裸露叶片相比,Al/hBN涂层与叶尖防护涂层刮削时其可刮削性得到了明显提升。高温氧化、热腐蚀实验结果表明:NiCrAlYSi+NiAl/cBN高温防护涂层在900℃时具有优异的抗氧化性,但是在1000℃氧化时失重严重。其中,涂层在900℃等温氧化过程中首先形成亚稳态θ-Al2O3,然后转变为α-Al2O3。并且,随着氧化产物的变化,抛物线速率常数（kp）将减小一个数量级。此外,NaCl通过循环氯化/氧化反应严重腐蚀防护涂层。作为腐蚀性介质的快速扩散通道,cBN和金属涂层之间的界面在热腐蚀中也起着关键作用。NaCl和cBN/金属涂层界面的存在触发了同时损伤机制,从而进一步加速了腐蚀过程。渗铝过程中,高温防护涂层在cBN/金属基体上形成了界面产物AlN层,而AlN在循环氧化过程中转变为Al2O3和9Al2O3·2B2O3的多层混合氧化物,导致界面结合强度下降。此外,SRZ中的TCP相在循环氧化中明显增多,并且发生了相变,导致基体结构稳定性和元素强化作用急剧下降。弯曲实验结果表明:沉积态的防护涂层-基体系统比未带涂层的基体试样具有更好的弯曲韧性,而氧化后的涂层试样的弯曲韧性由于涂层和基体之间的严重互扩散而急剧下降。其主要失效机制为:对于未氧化的涂层试样,裂纹在cBN/金属基体界面形核并向涂层中扩展,垂直裂纹在NiCrAlYSi涂层/IDZ界面处转变为水平裂纹,最终导致涂层的剥落。而对于被氧化的涂层试样,垂直裂纹向基体扩展,并有一些裂纹沿IDZ和SRZ横向扩展,最终导致基体断裂。这主要取决于循环氧化前后涂层与基体的互扩散程度以及IDZ和SRZ的成分和微观结构。
贾逸轩[5]（2021）在《低膨胀纳米晶金属陶瓷涂层的制备、结构和高温氧化机理研究》文中进行了进一步梳理随着航空发动机不断向着高流量比、高推重比、高进口温度的方向发展,通常需要在涡轮叶片表面施加热障涂层以抵抗燃烧室内持续增加的温度与压力。热障涂层主要由高温合金基体、金属粘结层、热生长形成的氧化膜和陶瓷隔热面层组成。通常以MCrAlY或者β-NiPtAl为代表的金属粘结层由于与其表面热生长形成的α-Al2O3膜热膨胀系数差异较大,因此在冷热循环的过程中,氧化膜内形成并积累较大的热应力,会使氧化膜产生开裂与剥落,进而其完整性将被破坏,失去保护性。针对这一问题,在本论文中,运用多弧离子镀设备,设计并研究了金属陶瓷涂层。主要是在涂层制备的过程中掺入热膨胀系数值较低的陶瓷相颗粒,使得涂层与氧化膜之间的热膨胀系数不匹配程度降低,以至于氧化膜内产生的应力减少,涂层的抗高温氧化性能得以提高。本论文运用多弧离子镀设备与NiCrAlY靶材,在K417镍基高温合金表面制备金属陶瓷涂层,对其演变过程与退化方式进行探究。同时从成分改性与结构优化这两个方面,研究并讨论了提升金属陶瓷涂层抗高温氧化性能的方法,为发展一种热障涂层体系中的新型金属陶瓷粘结层而提供理论依据和技术基础。本论文主要取得了如下研究结果:1.研究了掺杂氧对低膨胀Ni+CrAlYN金属陶瓷涂层的结构和性能的影响。在Ni+CrAlYN金属陶瓷涂层中掺杂一定量的氧进而得到的Ni+CrAlYNO金属陶瓷涂层。随着掺杂氧含量的不断增加,涂层内部的晶粒尺寸也不断细化。在氧化的过程中,内部的AlN颗粒将会作为Al源,通过4AlN+302→2Al2O3+2N2（gas）反应来维持氧化膜的生长。在1000℃恒温氧化500 h后,Ni+CrAlYN金属陶瓷涂层已几乎退化为金属涂层,且在氧化膜内部也发现了 Ti、Mo、Co等基体元素的夹杂;而Ni+CrAlYNO金属陶瓷涂层凭借在晶界处弥散分布的氧化物颗粒抑制了金属陶瓷涂层的退化,内部依旧存在丰富的AlN颗粒,同时表面形成的氧化膜也较为纯净。因此,掺杂氧之后,涂层的抗氧化性得到了提升。此外,当通入涂层内的氧流量为20 sccm时,涂层的硬度为9.5 GPa,同NiCrAlY涂层和Ni+CrAlYN涂层相关研究结果对比,可知其硬度与耐磨性皆得到了提高。2.设计并制备了 Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层,并对其氧化机制进行了研究。低膨胀的Ni+CrAlYNO金属陶瓷外层与NiCrAlY内层所组成的双层涂层系统,在经过1000℃真空退火6 h后,外层由γ/γ’基体相及其间弥散分布的AlN、Al2O3和Y2O3颗粒组成,内层由γ’-Ni3Al与α-Cr相组成。在1000℃恒温氧化100 h后,双层涂层的氧化速率分别低于单层的NiCrAlY涂层与单层的Ni+CrAlYNO涂层,且只有双层涂层表面生成的是纯净的单一的α-Al2O3膜。双层涂层提升抗高温氧化性能的原因在于NiCrAlY底层能够在反应2AlN+3O→A12 03+2N和N+Al→AlN的作用下促进其内部的Al元素发生上坡扩散,使得TGO/涂层界面处有较高的Al含量。3.探究了氧含量对Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层高温氧化行为的影响。依据流入Ni+CrAlYNO外层中氧的含量,将三种Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层分别命名为N+10O,N+20O和N+30O涂层。在1000℃恒温氧化与循环氧化过后,N+30O涂层的抗氧化性能皆优于其它两种涂层。这主要在于外层的氧含量影响了涂层的退化以及Y的分布。当双层涂层内的氧含量处在一个合适水平的时候,Y将会被O以纳米尺寸的YAG颗粒的形式拖拽在涂层内部,因此减少了 Al/Y氧化物在TGO膜内的夹杂,维持了氧化膜的完整性。4.研究了阻扩散Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层的氧化行为。通过运用一个NiCrAlY靶材,调整流入真空室内气体的不同,采用“一步法”制备得到了具有阻扩散作用的Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层（DB+Duplex涂层）。1000℃真空退火后,在NiCrAlYO扩散障两侧分别与涂层和基体在界面生成了具有阻扩散作用的α-Al2O3膜。在1000℃恒温氧化500 h后,DB+Duplex涂层的氧化增重与Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层相比,降低了约44%。此外,扩散障层明显抑制了涂层与基体之间的互扩散行为,且避免了 TCP相在基体处生成,提升了涂层的抗高温氧化性能。与传统制备扩散障的方法相比,此方法操作简便,同时提高了扩散障与涂层之间的清洁度。
李伟[6]（2021）在《Re改性铝化物涂层的制备和氧化行为研究》文中认为目前改性铝化物防护涂层在航空发动机和燃气轮机高温部件上有着广泛应用,但是其在制备和应用过程中仍存在改性元素的含量和分布难以精确控制、涂层氧化膜的过早剥落和表面褶皱等问题,需要开发新的涂层体系和制备方法以满足对改性铝化物涂层的多方位需求。本文采用电镀和电弧离子镀相结合的制备工艺,可精准控制涂层中Re、Pt等改性元素的含量和分布,并制备出三种不同Re含量的改性β-NiAl涂层、一种RePt共改性β-NiAl涂层和两种RePtY共改性β-NiAl涂层,研究了不同活性元素对氧化膜形成和生长的影响机制,分析改性元素对涂层组织结构演变和高温氧化行为的影响及作用机理,澄清多元改性元素协同作用关系。主要研究结果如下:（1）在DD26镍基单晶高温合金基体上,采用电弧离子镀沉积Al和真空热处理相结合工艺制备出Al扩散涂层,涂层由弥散分布了α-W相的β-NiAl外层和互扩散区组成。采用电镀Ni、电弧离子镀沉积Al和真空热处理相结合工艺制备出ORe-NiAl涂层,形成的涂层由β-NiAl外层、弥散分布了 α-W相的β-NiAl中间层和互扩散区组成。采用复合电镀Ni-Re层、电弧离子镀沉积Al和真空热处理相结合工艺制备出Re改性β-NiAl涂层,涂层由弥散分布γ-Re相的β-NiAl外层、弥散分布α-W相的β-NiAl中间层和互扩散区组成。通过控制电镀Ni-Re层中的Re含量制备出三种不同Re含量的改性β-NiAl涂层。1100℃氧化后的结果表明:对于1Re-NiAl涂层,通过在β-NiAl涂层中添加Re后加速了氧化膜中θ-Al2O3向α-Al2O3相转变;lRe-NiAl涂层具有最低的氧化增重和β相的退化速率;但是随着Re含量的增加,10Re-NiAl涂层的抗氧化性能反而会变差;含Re的互扩散区具有阻挡扩散的作用,可缓解涂层和高温合金基体间的Al元素和Nb元素间的互扩散;电镀Ni层,有效避免富W相在涂层外层的形成,使ORe-NiAl涂层比Al扩散涂层展现出更优异的抗氧化性能。（2）通过电镀Pt并退火处理后得到Pt扩散层。在Pt扩散层上采用复合电镀Ni-1Re（wt.%）、电弧离子镀沉积Al和真空退火的结合工艺制备出RePt共改性β-NiAl涂层,即lRe-（Ni,Pt）Al涂层。在Pt扩散层上通过电镀Ni、电弧离子镀沉积Al和真空退火的结合工艺制备出ORe-（Ni,Pt）Al涂层。在Pt扩散层上通过电弧离子镀沉积Al和真空退火的结合工艺制备出PtAl扩散涂层。涂层的氧化结果表明:添加Re对氧化过程中氧化膜的形貌、抗剥落能力以及褶皱行为都有明显改善,1Re-（Ni,Pt）Al涂层显示了最低的氧化速率和β相退化速率;PtAl涂层因表面氧化膜中NiAl2hO4的存在导致其抗氧化性能较差,而ORe-（Ni,Pt）Al涂层由于电镀Ni层的引入避免了 NiAl2O4的形成,因此显着提高了其抗氧化性能。（3）通过电镀不同厚度的Pt层、真空退火、复合电镀Ni-1Re（wt.%）、电弧离子镀沉积AlY和真空退火的工艺制备了 1Pt-NiAlReY和2Pt-NiAlReY两种RePtY共改性β-NiAl涂层。通过复合电镀Ni-lRe（wt.%）、电弧离子镀沉积AlY和真空退火的工艺制备了 OPt-NiAlReY涂层。循环氧化和恒温氧化结果表明,Pt元素可以提高涂层表面氧化膜的结合力,降低涂层的氧化速率,且随着Pt含量的增加作用效果越明显。Pt的添加抑制了 Ti等元素进入氧化膜中,还可以缓解氧化膜中孔洞的形成和长大,因此lPt-NiAlReY涂层和2Pt-NiAlReY涂层具有更好的抗氧化能力。在氧化过程中,Pt、Re和Y三种元素之间协同作用,共同提高了涂层的抗氧化性能。
孙文瑶[7]（2021）在《纳米晶涂层的热稳定性和高温氧化行为研究》文中研究表明纳米晶涂层兼具优异的抗高温氧化和抗剥落性能,且可避免传统金属涂层必然遇到的涂层-合金元素互扩散问题,为高温防护涂层的发展开辟了新的方向。然而,纳米晶涂层在高温下极易发生晶粒粗化失去其结构优势,为涂层的长期服役埋下隐患。针对此问题,本论文在研究纳米晶涂层热稳定性和高温氧化行为的基础上,制备了掺杂少量氧的纳米晶涂层,研究了氧元素界面偏聚和第二相颗粒钉扎对纳米晶涂层热稳定性的影响。之后,研究了氧掺杂纳米晶涂层在1000℃的高温氧化行为,评估了其抗氧化性和抗剥落性能,揭示了纳米晶涂层的抗高温氧化微观机理及其与涂层热稳定性之间的内在联系。最后评估了涂层在700℃、NaCl和水蒸汽环境中的耐蚀性,并揭示了其耐腐蚀机理。本论文建立了抗氧化、耐腐蚀、无扩散型纳米晶涂层研究的理论体系,为纳米晶涂层高温应用和“两机”热端部件防护涂层的实际设计提供理论参考。为探讨普通纳米晶涂层热稳定性和高温氧化行为的内在联系,利用磁控溅射技术制备了 Al含量为3.6 wt%的纳米晶涂层,并进行了 1000℃恒温氧化实验。结果表明:纳米晶涂层在氧化初期可形成保护性表面氧化铝膜,但氧化100小时后,涂层抗氧化性降低。这是因为TiO2在Al2O3中的生长诱导了裂纹的萌生和扩展,最终导致氧化膜局部剥落。而涂层晶粒已长至微米等级,剥落区下方涂层中Al含量较少无法再生Al2O3膜,被保护性较弱的氧化物,如TiO2、NiCr2O4、NiTiO3等取代,氧化速率出现短时增大。上述研究中表明晶粒粗化会影响氧化铝膜的再修复,因此需设计一种热稳定纳米晶涂层。氧在镍基高温合金中溶解度较低,易发生晶界偏聚和第二相析出,可能有助于抑制晶粒长大。因此在磁控溅射过程中引入适当的氧气,制备了氧掺杂纳米晶涂层,研究了含氧涂层在800-1100℃真空退火实验中的微观结构演变。结果表明:含氧涂层在退火温度达到1 100℃时也表现出较好的热稳定性,且热稳定性随氧含量的增加而增强。含氧涂层表现出的优异的热稳定性归因于热力学和动力学机制的相互作用。退火时沉积态涂层中溶解的氧重新分布,一部分偏析于晶界降低了晶界能,一部分与合金元素反应生成第二相抑制晶界迁移。之后对热稳定涂层进行了 1000℃恒温氧化和循环氧化实验。结果表明:不同含氧量涂层在高温氧化过程中表现出不同的氧化行为。O-14涂层从氧化初期就发生了失稳氧化,氧化膜容易剥落且主要的氧化产物是Cr2O3。这是因为涂层中的Al被掺杂O大量消耗,导致剩余的Al不足以支撑外部Al2O3膜生成。O-2和O-8涂层相比于O-0涂层表现出更好的抗氧化性,其中O-8涂层表现最好,这是因为O-2和O-8涂层较好的热稳定性使得维持Al2O3膜生长所需的临界Al含量低于O-0涂层50%以上。同时O-2涂层氧化膜中Al2TiO5加速了其氧化速率。而O-8涂层的氧化膜由Al2O3组成,氧化速率最低。O-8涂层和O-8/O-0双层涂层表现出较好的抗剥落性,其中O-8/O-0双层涂层抗表面起伏能力更优。O-8涂层在氧化过程中内部产生的纳米级氧化物颗粒降低了涂层和氧化膜之间的热膨胀系数差异,进而减少了循环氧化过程中O-8涂层内部的热应力。而O-8/O-0双层涂层中,上层O-8涂层降低了涂层内的热应力,下层O-0涂层具备比O-8涂层更好的抗表面起伏能力,因此该涂层表现出优异的抗剥落性。最后对热稳定涂层进行了 700℃、NaCl和水蒸汽环境中的腐蚀行为研究。结果表明:K38G合金表现出相对涂层较弱的耐腐蚀性,其腐蚀产物由疏松的NiO外层和致密的NiCr2O4层组成。疏松的氧化膜不能有效阻碍腐蚀介质的入侵。同时腐蚀过程中产生的气态腐蚀产物使氧化膜和合金界面结合不紧密,氧化膜容易剥落。O-0和O-8涂层表面氧化膜主要由Cr2O3组成。且两种涂层在该温度下都保持结构稳定,涂层内具备较大的晶界密度,会提高腐蚀介质向内扩散速率,因此O-0涂层发生了严重的内腐蚀。但O-8涂层中掺杂的O在腐蚀过程中与涂层中的Al反应生成大量的纳米级Al2O3颗粒,这些颗粒沿柱状晶晶界分布,有效降低了腐蚀介质沿晶界向内的扩散,涂层内几乎未发生内腐蚀,显着提高了抗腐蚀性。
刘贺[8]（2020）在《单晶高温合金用低扩散铂铝涂层的制备及性能研究》文中提出因同时具有优异抗氧化和抗热腐蚀综合性能,β-（Ni,Pt）Al涂层被广泛应用于先进航空发动机和燃气涡轮发动机关键热端部件（如单晶涡轮转子和导向叶片）的表面防护。由于（Ni,Pt）Al涂层Al含量高,在高温环境下涂层会与单晶合金基体发生严重的元素互扩散,这种元素互扩散将导致涂层发生快速退化进而失去抵抗高温氧化能力,同时在基体侧生成含有针尖状TCP相的二次反应区（SRZ）。二次反应区的形成会破坏单晶基体中的γ/γ’共格结构,使得单晶基体的高温力学性能（尤其高温蠕变和疲劳）发生明显下降。为了解决（Ni,Pt）Al涂层与单晶的元素互扩散问题,本文将采取两种方法减少β-（Ni,Pt）Al涂层与基体的元素扩散:一是采用预镀Ni层的方式制备β-（Ni,Pt）Al/Ni复合涂层,使形成（Ni,Pt）Al涂层所需的Ni源来自预镀的Ni层,在延缓TCP相析出的同时拥有良好的抗氧化性能;二是引入Ni-Re层作为β-（Ni,Pt）Al涂层和单晶高温合金之间的扩散障前驱体,制备低扩散NiRePtAl涂层,使其在更长时间和更高温度下拥有更好的抗氧化性能。主要研究内容以及成果如下所示:为使涂层具有良好抗氧化性能的同时又能抑制涂层与基体之间的元素互扩散,在（Ni,Pt）Al涂层与N5基体间预先电镀Ni层,制备（Ni,Pt）Al/Ni复合涂层。将（Ni,Pt）Al/Ni与普通（Ni,Pt）Al两种涂层于1 100℃条件下进行恒温氧化测试,结果表明:（Ni,Pt）Al/Ni复合涂层在渗铝过程中并没有形成IDZ,且复合涂层下方的SRZ推迟到氧化100 h后才形成,预镀Ni层起到了明显的减缓SRZ生成作用;两种涂层均表现出良好的抗高温氧化性能,其中（Ni,Pt）Al/Ni复合涂层与单晶高温合金基体之间的元素互扩散得到了极大缓解,基体侧SRZ厚度变薄,同时针尖状TCP析出量显着降低。采用两步法制备具有Re基扩散障（DB）的β-（Ni,Pt）Al涂层。首先在镍基单晶高温合金N5表面电镀5 μm Ni-Re层作为扩散障前驱体,然后电镀Pt层并经过气相渗铝处理,制备出带有Re基扩散障的β-（Ni,Pt）Al涂层。为了研究含有Re基扩散障的β-（Ni,Pt）Al涂层的抗高温氧化性能,与普通（Ni,Pt）Al涂层对比,在1100℃环境下进行了循环氧化和恒温氧化测试,结果表明:Re基扩散障组成相主要为高稳定的σ-Re（Cr）相,含Re基扩散障的β-（Ni,Pt）Al涂层具有更良好的抗高温氧化性能,涂层与基体之间的互扩散程度比普通β-（Ni,Pt）Al涂层小,且SRZ厚度减少了约一半（49%）,说明Re基扩散障起到了有效的扩散阻挡作用;在恒温氧化期间,Re基扩散障层的厚度和形态几乎没有变化,仍然保持σ-Re（Cr）相结构,表明Re基扩散障在Ni基单晶合金基体中具有良好的高温稳定性。上述Re基扩散障同样可应用于承温能力更强的Ni3Al基单晶金属间化合物,通过在Ni3Al基单晶高温合金表面进行电镀和气相渗铝（CVD）处理（其电镀工艺包括Ni-Re复合电镀和电镀Pt层）,制备一种低扩散率NiRePtAl涂层（β-（Ni,Pt）Al外层+Re基阻扩散层）。与传统的NiAl和（Ni,Pt）Al涂层进行性能对比,将低扩散率NiRePtAl涂层在1100和1150℃下进行循环氧化性能评估,同时在1 100与1200℃下进行恒温氧化性能评测,结果表明:低扩散率NiRePtAl涂层在长期氧化后保持了更多残余β-NiAl相,表面氧化铝膜完整性和粘附性明显优于普通（Ni,Pt）Al涂层,并且Re基扩散障有效减缓了涂层与基体之间的互扩散以及基体中Mo元素向涂层的外扩散,基体中的SRZ析出厚度减少25%。这说明NiRePtAl涂层具有更优异的抗氧化性能,同时有效降低了涂层与单晶基体的元素互扩散。
杨兰兰[9]（2019）在《二代单晶镍基高温合金用纳米晶抗氧化涂层研究》文中认为在氧化环境中,纳米晶结构可促进高温合金的选择性氧化,提高氧化膜的粘附性,受到材料腐蚀领域的广泛关注。纳米晶高温防护涂层的成分与合金基体一致,涂层一基体互扩散趋势低,对基体影响小,而且其强度高于MCrAlY和NiPtAl涂层,不容易形成涂层表面褶皱（Rumpling）。这两个特点对服役温度为1050 ℃或更高的二代及更高级的单晶镍基高温合金涡轮叶片表面热障涂层来说是难得的优点。原因是现役的热障涂层主要采用NiPtAl粘结层/YSZ面层体系,难以克服粘结层对基材力学性能影响的问题。因此,本文以广泛使用的二代单晶镍基高温合金N5为基体材料,研究了纳米晶涂层的制备、成分和结构设计对其高温氧化机制的影响,取得了如下结果:研究了N5单晶高温合金表面喷砂、抛光和磨削对磁控溅射N5纳米晶涂层的循环氧化行为的影响。合金基体的表面处理会影响纳米晶涂层的沉积过程,导致涂层的柱状晶尺寸发生了明显的变化,进而影响涂层的氧化行为。沉积在喷砂基体表面的纳米晶涂层的柱状晶结构是非常不均匀的,某些位置的柱状晶的尺寸甚至达到了微米级别。1050 ℃循环氧化300次后,涂层表面发生了明显褶皱;沉积在抛光和磨削的基体合金上的纳米晶涂层的柱状晶是非常均匀,都是纳米级别的。没有出现涂层表面褶皱。相同的是,沉积在不同表面处理的N5纳米晶涂层都具有良好的抗循环氧化性能;但值得提及的是,涂层中的Ta参与氧化过程,破坏了氧化铝膜的纯净性,并改变了氧化膜的剥落方式。研究了 N5纳米晶涂层成分的改性对其氧化行为的影响,从而设计和制备了适用于不同服役温度的纳米晶涂层:1050℃氧化时,N5纳米晶涂层发生相变,导致富Ta的γ’相的析出。富Ta的γ’相中的Ta参与氧化过程,表面氧化铝膜中出现了多种氧化物颗粒,如TaOx（X=2和/或2.5）和AlTaO4,损害了氧化膜的结构完整性。在N5纳米晶涂层中添加适量的Y可以有效抑制Ta从涂层向氧化膜的运动,从而改善其抗氧化性能。当氧化温度升到1150℃,Ta对纳米晶涂层氧化行为的负面作用更加明显,而Y对Ta的抑制作用也明显下降。提高N5纳米晶涂层中Al的含量,氧化膜内没有Ta的氧化物,涂层与N5单晶合金也不会发生元素互扩散,这种高Al纳米晶涂层更适用于1150℃。结合纳米晶涂层与传统NiCrAlY涂层的优点,设计和制备了具有优异抗氧化和热腐蚀性能的纳米晶/NiCrAlY涂层。涂层是由厚的纳米晶内层和薄的NiCrAlY外层组成。两层的晶粒尺寸都是纳米级别的,有利于Al2O3的形成。纳米晶内层可以消除NiCrAlY涂层与基体合金之间的元素互扩散,NiCrAlY外层则可阻碍S和O等腐蚀介质沿涂层晶界向内扩散。在分别经受1050℃恒温氧化 1000 小时后、1050 ℃循环氧化 400 次后和 850 ℃75wt%Na2S04+25wt%K2S04腐蚀100小时后,纳米晶/NiCrAlY涂层表面均生成连续致密的保护性A1203膜。在上述研究的基础上,研究涂层比列对纳米晶/NiCrAlY涂层氧化行为的影响:在N5单晶高温合金上沉积不同厚度的纳米晶内层和NiCrAlY外层组成的纳米晶/NiCrAlY涂层。纳米晶内层不仅可以削弱NiCrAlY涂层与合金基体之间的互扩散,还可以提高NiCrAlY涂层的抗剥落性能。氧化时,纳米晶内层中的Ta可以通过NiCrAlY层扩散到涂层表面,参与氧化,生成Ta205。随着纳米晶内层厚度的增加,氧化膜中的Ta205含量增加。
刘林涛[10]（2017）在《热障涂层中基体与粘结层界面扩散及阻扩散行为研究》文中进行了进一步梳理飞机发动机涡轮叶片的热障涂层在服役时,遭受高温气流的长时间作用,会在叶片基体与粘结层界面处发生严重的元素扩散现象,使基体和粘结层的成份和组织结构发生改变,从而导致粘结层的失效和基体力学性能的降低。因此,本课题以Ni基合金Rene N5基体与Ni Cr Al Y粘结层界面为研究对象,分析了界面扩散行为和反应区的形成机制,阐明了界面传质及结构演变规律;运用YSZ（氧化钇部分稳定的氧化锆）活性扩散阻挡层在服役过程中原位反应生成的α-Al2O3扩散阻挡层,实现了对基体与粘结层扩散行为的控制;通过对YSZ活性扩散阻挡层的结构演变行为的研究,揭示了具有“三明治”结构的活性扩散阻挡层在高温长时间服役过程中的形成、退化及失效机制,提出了具有层状增韧的YSZ活性扩散阻挡层的多层复合粘结层结构,制备出具有阻扩散功能的长寿命的新型粘结层。取得的主要研究结果如下:1、在1000℃条件下,Ni Cr Al Y粘结层中的Al、Cr元素向N5基体扩散,N5基体中的Ni元素向Ni Cr Al Y粘结层扩散,在基体与粘结层界面处形成了互扩散反应区和含有TCP有害相的二次反应区。互扩散反应区的形成主要由Al、Cr元素向基体的扩散决定,其组织结构以β-Ni Al和α-Cr相为主;二次反应区的形成则由Ni元素向Ni Cr Al Y粘结层方向的扩散决定,其组织结构以γ’-Ni3Al为主;二次反应区中的TCP（拓扑密排相）有害相主要由难熔金属W、Ta、Re等组成。2、在真空、高温的条件下,YSZ活性扩散阻挡层能与N5基体和Ni Cr Al Y粘结层中的Al发生界面反应,形成具有“三明治”结构的α-Al2O3扩散阻挡层,该阻挡层能有效控制基体与粘结层界面的元素扩散。活性扩散阻挡层的形成主要受热处理温度的影响,当温度为800℃时,仅在YSZ先驱层与Ni Cr Al Y粘结层界面附近形成α-Al2O3扩散阻挡层,当温度在900℃及以上时,在YSZ先驱层两侧形成具有“三明治”结构的α-Al2O3扩散阻挡层。3、YSZ活性扩散阻挡层具有优异的阻扩散效果,在1000℃条件下,200h循环氧化过程中,能有效的阻挡N5基体与Ni Cr Al Y粘结层之间的元素扩散,界面处不形成互扩散反应区、二次反应区和TCP有害相。但当循环氧化至250h时,在α-Al2O3扩散阻挡层与Ni Cr Al Y粘结层界面会发生断裂,导致涂层失效。4、通过ABAQUS有限元模拟分析发现,在热循环过程中,α-Al2O3扩散阻挡层与Ni Cr Al Y粘结层界面附近形成显着的应力集中区域,该应力集中导致裂纹在界面萌生,同时由于α-Al2O3层为脆性层,使得裂纹在萌生后会快速扩展发生断裂,使YSZ活性扩散阻挡层失效。5、通过多层复合结构实现对YSZ活性扩散阻挡层的层状增韧,发明了具有阻扩散功能的长寿命的多层复合结构粘结层。通过对多层复合粘结层的结构演变行为的研究,发现多层复合结构粘接层中的YSZ先驱层能与N5基体和Ni Cr Al Y粘结层中的Al元素发生界面反应,形成具有“三明治”结构的α-Al2O3扩散阻挡层,有效阻挡基体与粘结层界面的元素扩散。同时,多层复合结构粘接层中的N+Y混合层则会与大气中的O发生反应,形成混合氧化物层。在循环氧化过程中,混合氧化物层的相结构由Al2O3,逐步转变为Ni Cr2O4和Ni O。6、通过ABAQUS有限元模拟分析发现,多层复合结构的增韧机制主要是裂纹偏转增韧和残余应力增韧。
二、两种NiCrAlY涂层1050℃恒温抗氧化性能（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、两种NiCrAlY涂层1050℃恒温抗氧化性能（论文提纲范文）
（1）真空热处理对多弧离子镀NiCoCrAlY涂层高温氧化行为的影响（论文提纲范文）
| 1 实验方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 热处理后涂层的微观形貌与物相组成 |
| 2.2 氧化动力曲线 |
| 2.3 涂层氧化后的物相组成 |
| 2.4 涂层的形貌分析 |
| 3 讨论 |
| 4 结论 |
（2）Y的存在形式对MCrAlY涂层性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高温防护涂层的研究现状 |
| 1.3 包埋渗工艺的研究现状 |
| 1.3.1 渗层材料体系 |
| 1.3.2 包埋渗的原理 |
| 1.4 课题研究目的 |
| 1.4.1 活性元素Y的作用 |
| 1.4.2 Y在涂层中存在的形式 |
| 1.5 课题研究内容 |
| 第二章 实验方法与过程 |
| 2.1 NiCrAlY粉末的制备方法 |
| 2.2 NiCrAlY涂层的制备方法 |
| 2.3 NiCrAl/Y_2O_3复合粉末的制备 |
| 2.4 包埋渗渗剂组分及渗层制备 |
| 2.4.1 渗剂的组分 |
| 2.4.2 渗层制备 |
| 2.5 技术路线 |
| 2.6 实验设备及测试 |
| 2.6.1 实验设备 |
| 2.6.2 测试方法 |
| 第三章 包埋渗工艺对NiCrAl涂层性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 渗剂组分对NiCrAl渗层结构组织的影响 |
| 3.2.1 催化剂种类对NiCrAl渗层组织结构的影响 |
| 3.2.2 催化剂含量对NiCrAl渗层组织结构的影响 |
| 3.2.3 Y_2O_3含量对NiCrAl渗层组织结构的影响 |
| 3.3 包埋渗工艺参数对NiCrAlY渗层结构组织的影响 |
| 3.3.1 温度对NiCrAlY渗层组织结构的影响 |
| 3.3.2 保温时间对NiCrAlY渗层组织结构的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Y的存在形式对涂层抗氧化性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 低压等离子制备NiCrAlY涂层的抗氧化性能 |
| 4.3 包埋渗制备NiCrAlY渗层的抗氧化性能 |
| 4.4 NiCrAlY/Y_2O_3粉末的抗氧化性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（3）改性MCrAlY（M=Ni,NiCo）涂层的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高温防护涂层的分类及发展 |
| 1.2.1 简单铝化物涂层 |
| 1.2.2 改性铝化物涂层 |
| 1.2.3 MCrAlY包覆涂层 |
| 1.2.4 热障涂层 |
| 1.3 高温防护涂层的制备方法 |
| 1.3.1 铝化物涂层的制备方法及特点 |
| 1.3.2 MCrAlY涂层的制备方法及特点 |
| 1.3.3 热障涂层的制备方法及特点 |
| 1.4 MCrAlY涂层的高温性能 |
| 1.4.1 MCrAlY涂层的高温氧化 |
| 1.4.2 MCrAlY涂层的热腐蚀 |
| 1.5 MCrAlY涂层的改性研究及最新进展 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 涂层制备 |
| 2.3 高温防护性能试验 |
| 2.3.1 恒温氧化实验 |
| 2.3.2 循环氧化实验 |
| 2.3.3 热腐蚀实验 |
| 2.4 组织结构表征 |
| 2.4.1 物相分析 |
| 2.4.2 形貌分析 |
| 2.4.3 元素分析 |
| 第三章 NiCrAlYSc涂层的制备及其高温氧化和热腐蚀行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 NiCrAlYSc涂层的组织结构 |
| 3.3 NiCrAlYSc涂层的高温氧化行为 |
| 3.3.1 氧化动力学 |
| 3.3.2 1100℃循环氧化后涂层结构与氧化膜形貌 |
| 3.3.3 900℃恒温氧化后涂层结构与氧化膜形貌 |
| 3.3.4 1100℃恒温氧化后涂层结构与氧化膜形貌 |
| 3.3.5 Sc对涂层氧化膜粘附性的影响 |
| 3.4 900℃下Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中的热腐蚀行为 |
| 3.4.1 Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中热腐蚀动力学曲线 |
| 3.4.2 腐蚀产物及组织结构分析 |
| 3.5 900℃下Na_2SO_4+NaCl混合盐中的热腐蚀行为 |
| 3.5.1 Na_2SO4+ NaCl混合盐中热腐蚀动力学曲线 |
| 3.5.2 腐蚀产物及组织结构分析 |
| 3.6 分析与讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 NiCoCrAlYHfZr涂层的高温氧化和热腐蚀行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 NiCoCrAlYHfZr涂层的组织结构 |
| 4.3 NiCoCrAlYHfZr涂层的高温氧化行为 |
| 4.3.1 氧化动力学 |
| 4.3.2 1100℃恒温氧化后涂层结构及氧化膜形貌 |
| 4.3.3 1150℃循环氧化后涂层结构及氧化膜形貌 |
| 4.3.4 Hf、Zr共改性对涂层氧化膜粘附性的影响 |
| 4.3.5 涂层与基体的互扩散行为 |
| 4.4 涂层在900℃下Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中的热腐蚀行为 |
| 4.4.1 Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中的热腐蚀动力学曲线 |
| 4.4.2 腐蚀产物及涂层结构分析 |
| 4.5 涂层在900℃下Na_2SO_4+NaCl混合盐中的热腐蚀行为 |
| 4.5.1 Na_2SO_4+NaCl混合盐中热腐蚀动力学曲线 |
| 4.5.2 腐蚀产物及涂层结构分析 |
| 4.6 涂层的高温热腐蚀机制 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 梯度NiCoCrAlYHfZr涂层的高温氧化和热腐蚀行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 涂层的制备及组织结构 |
| 5.3 1100℃恒温氧化行为 |
| 5.3.1 1100℃恒温氧化动力学曲线 |
| 5.3.2 1100℃恒温氧化后的涂层结构及氧化膜形貌 |
| 5.4 1150℃循环氧化行为 |
| 5.4.1 1150℃循环氧化动力学曲线 |
| 5.4.2 1150℃循环氧化后的涂层结构及氧化膜形貌 |
| 5.5 涂层在900℃下Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中的热腐蚀行为 |
| 5.5.1 涂层在900℃下Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中的热腐蚀动力学曲线 |
| 5.5.2 热腐蚀后涂层结构及腐蚀产物分析 |
| 5.6 涂层在900℃下Na_2SO_4+NaCl混合盐中的热腐蚀行为 |
| 5.6.1 涂层在900℃下Na_2SO_4+NaCl混合盐中的热腐蚀动力学曲线 |
| 5.6.2 热腐蚀后涂层结构及腐蚀产物分析 |
| 5.7 分析与讨论 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）航空发动机叶片叶尖防护涂层的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 叶尖防护技术及其研究进展 |
| 1.2.1 航空发动机封严 |
| 1.2.2 钛合金叶尖防护技术的发展及研究现状 |
| 1.2.3 高温合金叶尖防护技术的发展及研究现状 |
| 1.2.4 叶尖防护技术的发展趋势 |
| 1.3 叶尖防护涂层的研究方法概述 |
| 1.3.1 环境特点 |
| 1.3.2 叶尖防护涂层的性能研究 |
| 1.4 研究目的、内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 基体材料 |
| 2.2 耐磨材料 |
| 2.3 涂层制备 |
| 2.3.1 钛合金叶尖防护涂层的制备 |
| 2.3.2 高温合金叶尖防护涂层的制备 |
| 2.3.3 可磨耗封严涂层的制备 |
| 2.4 测试手段 |
| 2.4.1 高温氧化实验 |
| 2.4.2 阻燃实验 |
| 2.4.3 高速刮擦实验 |
| 2.4.4 热腐蚀实验 |
| 2.4.5 三点弯曲实验 |
| 2.5 涂层组织结构表征 |
| 2.5.1 物相分析 |
| 2.5.2 形貌分析 |
| 2.5.3 元素组成分析 |
| 2.5.4 热物性能分析 |
| 2.5.5 硬度分析 |
| 第三章 钛合金叶尖防护涂层的抗氧化和阻燃性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 钛合金叶尖防护涂层的抗氧化性能 |
| 3.3.1 沉积态Ni/cBN防护涂层的微观结构 |
| 3.3.2 Ni/cBN防护涂层的氧化行为 |
| 3.4 钛合金叶尖防护涂层的阻燃性能 |
| 3.4.1 阻燃测试后试样的表面形貌 |
| 3.4.2 燃烧测试后钛合金基体的微观结构 |
| 3.4.3 阻燃测试后Ni/cBN防护涂层的微观结构 |
| 3.4.4 阻燃测试后Ni/Si_3N_4防护涂层的微观结构 |
| 3.4.5 分析与讨论 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 钛合金叶尖防护涂层与AUhBN可磨耗封严涂层的高速刮削行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 沉积态涂层的微观结构 |
| 4.3.2 高速刮削实验结果 |
| 4.3.3 高速刮削后的磨痕形貌 |
| 4.4 分析与讨论 |
| 4.4.1 可磨耗材料转移层对叶尖防护涂层刮削行为的影响 |
| 4.4.2 防护涂层在刮削过程中对Al/hBN涂层致密化的影响 |
| 4.4.3 防护涂层在刮削过程中对Al/hBN涂层可刮削性的影响 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 高温合金叶尖防护涂层的氧化和热腐蚀行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 NiCrAlYSi+NiAl/cBN防护涂层的微观结构 |
| 5.3.2 NiCrAlYSi+NiAl/cBN防护涂层的氧化行为 |
| 5.3.3 cBN颗粒的氧化行为 |
| 5.3.4 NiCrAlYSi+NiAl/cBN防护涂层的热腐蚀行为 |
| 5.4 分析与讨论 |
| 5.4.1 900℃时涂层氧化产物的演化及其对氧化动力学的影响 |
| 5.4.2 NiCrAlYSi+NiAl/cBN防护涂层的氧化机理 |
| 5.4.3 NiCrAlYSi+NiAl/cBN防护涂层的热腐蚀机理 |
| 5.5 结论 |
| 第六章 高温合金叶尖防护涂层微观结构演变及其对力学性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 沉积态NiCrAlYSi+NiAl/cBN涂层的微观结构 |
| 6.3.2 NiCrAlYSi+NiAl/cBN防护涂层的循环氧化行为 |
| 6.3.3 循环氧化过程中防护涂层界面微观结构的演变 |
| 6.3.4 三点弯曲测试中的界面断裂行为 |
| 6.4 结论 |
| 第七章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）低膨胀纳米晶金属陶瓷涂层的制备、结构和高温氧化机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金属高温氧化 |
| 1.3 高温防护涂层的研究进展 |
| 1.3.1 高温防护涂层的分类 |
| 1.3.2 高温防护涂层存在的问题 |
| 1.4 金属陶瓷涂层 |
| 1.5 本论文研究的目的与内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验材料及分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基体材料 |
| 2.3 涂层制备 |
| 2.4 真空退火实验 |
| 2.5 高温测试表征 |
| 2.5.1 间断氧化实验 |
| 2.5.2 循环氧化实验 |
| 2.6 硬度及摩擦磨损测试表征 |
| 2.7 实验分析方法 |
| 2.7.1 扫描电子显微镜(SEM)与能谱仪(EDS) |
| 2.7.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.7.3 X射线衍射分析仪(XRD) |
| 2.7.4 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.7.5 电子探针分析仪(EPMA) |
| 2.7.6 光激发荧光光谱(PLPS) |
| 2.7.7 三维表面轮廓仪 |
| 第3章 掺杂氧对低膨胀Ni+CrAlYN金属陶瓷涂层的结构和性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 涂层的原始组织及结构 |
| 3.4 高温氧化实验 |
| 3.4.1 氧化动力学 |
| 3.4.2 氧化产物和微观形貌 |
| 3.5 摩擦磨损性能测试 |
| 3.6 分析与讨论 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层的设计、制备及高温氧化机制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 涂层的制备态、退火态的组织结构 |
| 4.4 高温氧化实验 |
| 4.4.1 氧化动力学 |
| 4.4.2 氧化产物和微观形貌 |
| 4.5 分析与讨论 |
| 4.5.1 NiCrAlY涂层的氧化机制 |
| 4.5.2 Ni+CrAlYNO金属陶瓷涂层的氧化机制 |
| 4.5.3 Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层的氧化机制 |
| 4.5.4 NiCrAlY涂层、Ni+CrAlYNO涂层以及Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层的比较 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 氧含量对Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层高温氧化行为的探究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 涂层的原始、退火组织成分 |
| 5.4 间断氧化实验 |
| 5.4.1 氧化动力学 |
| 5.4.2 氧化产物和微观形貌 |
| 5.5 循环氧化实验 |
| 5.5.1 氧化动力学 |
| 5.5.2 氧化产物和微观形貌 |
| 5.6 分析与讨论 |
| 5.6.1 氧含量对钇的作用 |
| 5.6.2 氧含量对Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层退化的作用 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 阻扩散Ni+CrAlYNO/NiCrAlY双层涂层的高温氧化行为的探究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.3 涂层的原始、退火组织成分 |
| 6.4 高温氧化实验 |
| 6.4.1 氧化动力学 |
| 6.4.2 氧化产物和微观形貌 |
| 6.5 分析与讨论 |
| 6.5.1 涂层与基体之间的元素互扩散 |
| 6.5.2 NiCrAlYO扩散障的组织演变 |
| 6.6 小结 |
| 第7章 总结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）Re改性铝化物涂层的制备和氧化行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高温防护涂层的发展 |
| 1.2.1 简单铝化物涂层 |
| 1.2.2 改性铝化物涂层 |
| 1.2.3 MCrAlY涂层 |
| 1.2.4 热障涂层 |
| 1.3 梯度MCrAlY涂层 |
| 1.4 铝化物涂层及其梯度MCrAlY涂层的制备方法 |
| 1.4.1 铝化物涂层的传统制备方法 |
| 1.4.2 铝化物涂层的先进制备方法 |
| 1.4.3 梯度MCrAlY涂层制备方法 |
| 1.5 Re在高温合金及其防护涂层中的应用 |
| 1.5.1 Re在高温合金中的应用 |
| 1.5.2 Re改性β-NiAl涂层及其合金 |
| 1.5.3 Re改性MCrAlY涂层 |
| 1.5.4 Re基扩散障 |
| 1.6 本文研究目的和研究内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 涂层制备 |
| 2.2.1 电镀Pt工艺 |
| 2.2.2 Ni-Re复合电镀 |
| 2.2.3 电弧离子镀工艺 |
| 2.2.4 Re改性β-NiAl涂层的制备 |
| 2.2.5 RePt共改性β-NiAl涂层的制备 |
| 2.2.6 RePtY共改性β-NiAl涂层的制备 |
| 2.3 涂层高温防护性能实验 |
| 2.3.1 恒温氧化实验 |
| 2.3.2 循环氧化实验 |
| 2.4 涂层的组织结构分析 |
| 2.4.1 物相分析 |
| 2.4.2 形貌及元素分析 |
| 2.4.3 氧化后涂层表面三维形貌及粗糙度分析 |
| 2.5. 显微硬度和弹性模量分析 |
| 第3章 Re改性β-NiAl涂层的组织结构和氧化行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 涂层组织和相结构 |
| 3.3 1100℃循环氧化行为 |
| 3.3.1 涂层的循环氧化动力学曲线 |
| 3.3.2 涂层循环氧化50次后的形貌和氧化产物 |
| 3.3.3 涂层循环氧化200次后的形貌和氧化产物 |
| 3.4 1100℃恒温氧化行为 |
| 3.4.1 涂层的恒温氧化动力学曲线 |
| 3.4.2 涂层的恒温氧化产物及形貌 |
| 3.5 分析与讨论 |
| 3.5.1 涂层形成机制 |
| 3.5.2 涂层的初期氧化 |
| 3.5.3 涂层和基体间的互扩散行为 |
| 3.5.4 涂层的氧化机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 RePt共改性β-NiAl涂层的组织结构和氧化行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 涂层组织和相结构 |
| 4.3 1150℃循环氧化行为 |
| 4.3.1 涂层的循环氧化动力学曲线 |
| 4.3.2 涂层循环氧化5次后的形貌和氧化产物 |
| 4.3.3 涂层循环氧化100次后的形貌和氧化产物 |
| 4.4 1150℃循环氧化行为分析与讨论 |
| 4.4.1 三种涂层的氧化过程 |
| 4.4.2 Ni/Re对氧化膜的剥落作用 |
| 4.4.3 三种涂层中大空洞形成机制 |
| 4.5 1100℃恒温氧化行为 |
| 4.5.1 涂层的恒温氧化动力学曲线 |
| 4.5.2 涂层恒温氧化10h后的形貌和氧化产物 |
| 4.5.3 涂层恒温氧化300h后的形貌和氧化产物 |
| 4.6 1100℃恒温氧化行为分析与讨论 |
| 4.6.1 Re对氧化速率的作用机制 |
| 4.6.2 Re对TGO形貌的作用 |
| 4.6.3 Re对TGO抗剥落和褶皱行为的作用 |
| 4.6.4 PtAl扩散涂层的氧化机制 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 RePtY共改性β-NiAl涂层的组织结构和氧化行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 涂层组织和相结构 |
| 5.3 1150℃循环氧化行为 |
| 5.3.1 涂层的循环氧化动力学曲线 |
| 5.3.2 涂层循环氧化5次后的形貌和氧化产物 |
| 5.3.3 涂层循环氧化90次后的形貌和氧化产物 |
| 5.4 1100℃恒温氧化行为 |
| 5.4.1 涂层的恒温氧化动力学曲线 |
| 5.4.2 涂层恒温氧化30h后的形貌和氧化产物 |
| 5.4.3 涂层恒温氧化200h后的形貌和氧化产物 |
| 5.5 分析与讨论 |
| 5.5.1 Pt对氧化速率和涂层退化的作用 |
| 5.5.2 Pt对涂层表面氧化膜的形貌和剥落影响 |
| 5.5.3 Pt、Re和Y的协同作用机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（7）纳米晶涂层的热稳定性和高温氧化行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 典型的高温防护涂层 |
| 1.2.1 铝化物涂层 |
| 1.2.2 MCrAlY包覆涂层 |
| 1.2.3 热障涂层 |
| 1.3 纳米晶涂层 |
| 1.3.1 纳米晶涂层的设计 |
| 1.3.2 纳米晶涂层的发展 |
| 1.4 纳米晶材料的热稳定性 |
| 1.4.1 热驱动晶粒长大 |
| 1.4.2 提高纳米材料热稳定性的方法 |
| 1.5 本文的研究目的与内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验材料与分析方法 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 基体材料 |
| 2.3 涂层制备 |
| 2.3.1 磁控溅射 |
| 2.3.2 多弧离子镀 |
| 2.4 真空退火实验 |
| 2.5 高温氧化实验 |
| 2.5.1 恒温间断氧化实验 |
| 2.5.2 循环氧化实验 |
| 2.6 分析测试手段 |
| 2.6.1 能谱仪(EDS) |
| 2.6.2 化学成分分析(ICP-AES) |
| 2.6.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.6.4 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.6.5 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.6.6 纳米压痕 |
| 2.6.7 激光共聚焦显微镜(CLSM) |
| 第3章 低铝纳米晶涂层的热稳定性和高温氧化行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 沉积态涂层的微观结构 |
| 3.3.2 氧化动力学 |
| 3.3.3 氧化膜相组成和微观形貌 |
| 3.3.4 氧化后涂层的晶粒尺寸与成分 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 热稳定纳米晶涂层的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 沉积态涂层的微观结构 |
| 4.3.2 涂层的热稳定性 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 O-0涂层的热稳定性 |
| 4.4.2 含氧涂层的热稳定性 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 热稳定纳米晶涂层的高温氧化行为研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 恒温间断氧化实验 |
| 5.3.1 氧化动力学 |
| 5.3.2 氧化膜的相组成和微观形貌 |
| 5.3.3 氧化后涂层的微观结构 |
| 5.4 循环氧化实验 |
| 5.4.1 氧化动力学 |
| 5.4.2 氧化膜的相组成和微观形貌 |
| 5.4.3 循环氧化过程中的表面起伏 |
| 5.5 讨论 |
| 5.5.1 涂层的抗高温氧化性能 |
| 5.5.2 涂层的抗表面起伏和剥落性能 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 热稳定纳米晶涂层在700℃含水蒸汽和NaCl环境的腐蚀行为研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.2.1 涂层的制备 |
| 6.2.2 腐蚀测试过程 |
| 6.2.3 腐蚀产物的表征 |
| 6.3 实验结果 |
| 6.3.1 合金和涂层腐蚀前的微观结构和元素分布 |
| 6.3.2 合金和涂层腐蚀后的动力学曲线和宏观结构 |
| 6.3.3 合金和涂层腐蚀后的相组成和微观形貌 |
| 6.4 讨论 |
| 6.4.1 K38G和N5合金的腐蚀机制 |
| 6.4.2 O-0和O-8涂层的腐蚀机制 |
| 6.4.3 SN和SNY涂层的腐蚀机制 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 总结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）单晶高温合金用低扩散铂铝涂层的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高温合金的发展 |
| 1.3 高温防护涂层及其制备工艺 |
| 1.3.1 典型高温防护涂层 |
| 1.3.2 高温防护涂层制备技术 |
| 1.4 铂铝涂层及其发展 |
| 1.4.1 国内外研究进展 |
| 1.4.2 铂铝涂层应用存在的问题 |
| 1.5 高温防护涂层元素互扩散及解决方法 |
| 1.5.1 元素互扩散的危害 |
| 1.5.2 元素互扩散解决方法 |
| 1.6 研究目的与内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 实验材料及分析方法 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 电镀纯Pt工艺 |
| 2.1.3 电镀Ni及Ni-Re层工艺 |
| 2.1.4 退火工艺 |
| 2.1.5 渗铝工艺 |
| 2.2 高温氧化实验 |
| 2.2.1 恒温氧化实验 |
| 2.2.2 循环氧化实验 |
| 2.3 分析测试技术 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 聚焦离子束(FIB) |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS) |
| 2.3.5 电子探针(EPMA) |
| 2.3.6 粗糙度测试 |
| 第3章 (Ni,Pt)Al/Ni复合涂层的高温氧化及互扩散行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 沉积态涂层组织与结构 |
| 3.3.2 恒温氧化行为 |
| 3.3.3 互扩散区演变形貌 |
| 3.3.4 氧化500 h后元素分布 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 预镀Ni层对氧化行为的影响 |
| 3.4.2 预镀Ni层对形成SRZ的影响 |
| 3.4.3 SRZ的生长机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 含Re扩散障的Pt改性铝化物涂层在Ni基单晶高温合金上的氧化行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 材料 |
| 4.2.2 涂层沉积过程 |
| 4.2.3 氧化测试 |
| 4.2.4 表征方法 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 沉积态涂层组织与结构 |
| 4.3.2 循环氧化行为 |
| 4.3.3 恒温氧化行为 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 Re基扩散障抑制元素互扩散的机理 |
| 4.4.2 Re扩散障的作用 |
| 4.5 结论 |
| 第5章 低扩散率(Ni,Pt)Al涂层在Ni_3Al基单晶合金上的氧化行为研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 材料 |
| 5.2.2 涂层制备 |
| 5.2.3 氧化测试及检测技术 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 沉积态涂层组织与结构 |
| 5.3.2 1100 ℃循环氧化动力学及组织结构演变 |
| 5.3.3 1150 ℃循环氧化动力学及组织结构演变 |
| 5.3.4 1100 ℃恒温氧化动力学及组织结构演变 |
| 5.3.5 1200 ℃恒温氧化动力学及组织结构演变 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 缓解Mo向外扩散的机理 |
| 5.4.2 提高氧化性能和抑制SRZ形成的机理 |
| 5.5 结论 |
| 第6章 总结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（9）二代单晶镍基高温合金用纳米晶抗氧化涂层研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高温防护涂层的发展 |
| 1.2.1 铝化物涂层 |
| 1.2.2 改性的铝化物涂层 |
| 1.2.3 MCrAlY包覆涂层 |
| 1.2.4 热障涂层 |
| 1.3 高温防护涂层亟需解决的问题 |
| 1.3.1 涂层表面褶皱(Rumpling) |
| 1.3.2 高温防护涂层与高温合金的元素互扩散 |
| 1.4 纳米晶涂层 |
| 1.4.1 纳米晶涂层改善抗氧化性的机理 |
| 1.4.2 N5纳米晶涂层 |
| 1.5 研究目的与内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验材料及分析方法 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 纳米晶涂层的制备 |
| 2.1.3 NiCrAlY涂层的制备 |
| 2.2 性能测试 |
| 2.2.1 恒温氧化 |
| 2.2.2 循环氧化 |
| 2.2.3 850℃75wt%6Na_2SO_4+25wt%K_2SO_4热腐蚀 |
| 2.3 分析测试技术 |
| 2.3.1 X射线衍射技术(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 X射线能谱仪(EDS) |
| 2.3.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.5 表面轮廓仪 |
| 2.3.6 原子力显微镜(AFM) |
| 第3章 基体表面预处理对N5纳米晶涂层循环氧化行为的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 N5单晶合金的表面预处理 |
| 3.3 纳米晶涂层的形貌特征 |
| 3.4 循环氧化行为 |
| 3.4.1 循环氧化动力学 |
| 3.4.2 氧化产物及形貌 |
| 3.4.3 表面粗糙度 |
| 3.5 讨论 |
| 3.5.1 基体表面预处理对N5纳米晶涂层结构的影响 |
| 3.5.2 基体表面预处理对纳米晶涂层褶皱的影响 |
| 3.5.3 基体表面预处理对N5纳米晶涂层氧化膜剥落方式的影响 |
| 3.6 结论 |
| 第4章 Ta、Y和Al对N5纳米晶涂层氧化行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 纳米晶涂层的形貌 |
| 4.3 1050℃氧化行为 |
| 4.3.1 氧化动力学 |
| 4.3.2 氧化产物及形貌 |
| 4.4 1150℃氧化行为 |
| 4.4.1 氧化动力学 |
| 4.4.2 氧化产物及形貌 |
| 4.5 讨论 |
| 4.5.1 Ta的迁移 |
| 4.5.2 Y对Ta迁移的影响 |
| 4.5.3 Al对Ta迁移的影响 |
| 4.6 结论 |
| 第5章 纳米晶/NiCrAlY涂层的设计、制备和高温氧化行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纳米晶/NiCrAlY涂层的形貌 |
| 5.3 1050℃恒温氧化行为 |
| 5.3.1 氧化动力学 |
| 5.3.2 氧化形貌 |
| 5.4 1050℃循环氧化行为 |
| 5.4.1 循环氧化动力学 |
| 5.4.2 氧化形貌 |
| 5.5 850℃75wt%Na_2SO_4+25wt%K_2SO_4腐蚀行为 |
| 5.5.1 腐蚀动力学 |
| 5.5.2 腐蚀形貌 |
| 5.6 讨论 |
| 5.6.1 元素互扩散 |
| 5.6.2 氧化膜剥落 |
| 5.6.3 75wt%Na_2SO_4+25wt%K_2SO_4腐蚀性能 |
| 5.7 结论 |
| 第6章 涂层比列对纳米晶/NiCrAlY涂层氧化行为的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三种纳米晶/NiCrAlY涂层的形貌 |
| 6.3 1050℃恒温氧化行为 |
| 6.3.1 氧化动力学 |
| 6.3.2 氧化产物及形貌 |
| 6.4 1050℃循环氧化行为 |
| 6.4.1 循环氧化动力学 |
| 6.4.2 氧化形貌 |
| 6.5 讨论 |
| 6.5.1 氧化膜 |
| 6.5.2 纳米晶/NiCrAlY涂层的成分均匀化 |
| 6.5.3 TCP相的析出 |
| 6.6 结论 |
| 第7章 总结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（10）热障涂层中基体与粘结层界面扩散及阻扩散行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热障涂层的应用现状 |
| 1.2.1 热障涂层的结构 |
| 1.2.2 热障涂层的材料 |
| 1.2.3 热障涂层的制备 |
| 1.3 热障涂层的界面失效行为 |
| 1.3.1 基体与NiCrAlY粘结层界面 |
| 1.3.2 NiCrAlY粘结层与TGO层界面 |
| 1.3.3 TGO层与YSZ陶瓷层界面 |
| 1.4 基体与NICRALY粘结层界面阻扩散的研究进展 |
| 1.4.1 添加扩散阻挡层 |
| 1.4.2 粘结层改性 |
| 1.5 YSZ活性扩散阻挡层设计 |
| 1.6 本文的研究目的和研究内容 |
| 1.7 技术路线图 |
| 第二章 实验原理和方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 电子束蒸发沉积靶材材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 试样制备设备 |
| 2.2.2 试样热处理设备 |
| 2.3 实验步骤 |
| 2.3.1 基体制备 |
| 2.3.2 试样制备 |
| 2.3.3 试样热处理 |
| 2.4 分析及表征方法 |
| 2.4.1 扫描电子显微镜（SEM） |
| 2.4.2 能谱仪（EDS） |
| 2.4.3 X射线光电子能谱仪（XPS） |
| 2.4.4 X射线衍射仪（XRD） |
| 2.4.5 透射电子显微镜（TEM） |
| 2.5 有限元单元法 |
| 第三章 基体与粘结层界面互扩散行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基体与粘结层界面微观结构研究 |
| 3.2.1 制备态微观结构分析 |
| 3.2.2 高温氧化过程中界面微观形貌分析 |
| 3.2.3 高温氧化后界面相结构分析 |
| 3.3 基体与粘结层界面元素扩散行为分析 |
| 3.4 基体与粘结层界面的演变机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 YSZ活性扩散阻挡层阻扩散行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制备态微观组织研究 |
| 4.2.1 YSZ先驱层的微观形貌及相结构分析 |
| 4.2.2 N5/YSZ/NiCrAlY试样微观形貌及相结构分析 |
| 4.3 热处理温度对活性扩散阻挡层形成的影响 |
| 4.3.1 800℃/5h真空扩散处理 |
| 4.3.2 900℃/5h真空扩散处理 |
| 4.3.3 1000℃/5h真空扩散处理 |
| 4.3.4 活性扩散阻挡层的相结构分析 |
| 4.4 活性扩散阻挡层形成机制分析 |
| 4.4.1 热力学分析 |
| 4.4.2 动力学分析 |
| 4.4.3 活性扩散阻挡层形成机制 |
| 4.5 高温服役过程中活性扩散阻挡层阻扩散行为分析 |
| 4.5.1 50h循环氧化 |
| 4.5.2 100h循环氧化 |
| 4.5.3 200h循环氧化 |
| 4.5.4 250h循环氧化 |
| 4.6 活性扩散阻挡层的退化及失效机理分析 |
| 4.6.1 ABAQUS有限元软件简介 |
| 4.6.2 ABAQUS分析模型的建立 |
| 4.6.3 热循环中涂层内应力分布的有限元分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 具有阻扩散功能的多层粘结层研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多层粘结层的结构设计 |
| 5.2.1 层状增韧材料 |
| 5.2.2 多层粘结层的设计原则 |
| 5.2.3 多层粘结层的涂层结构 |
| 5.3 多层粘结层的界面演变行为 |
| 5.3.1 制备态的结构分析 |
| 5.3.2 5h真空扩散 |
| 5.3.3 200h循环氧化 |
| 5.3.4 500h循环氧化 |
| 5.3.5 循环氧化中的界面演变机制 |
| 5.4 多层粘结层的增韧机制 |
| 5.4.1 裂纹偏转增韧 |
| 5.4.2 残余应力增韧 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表研究成果 |
| 主要创新点 |
四、两种NiCrAlY涂层1050℃恒温抗氧化性能（论文参考文献）
- [1]真空热处理对多弧离子镀NiCoCrAlY涂层高温氧化行为的影响[J]. 李玲,杜汐然,曲品权,李建呈,王金龙,古岩,张甲,陈明辉,王福会. 中国腐蚀与防护学报, 2022
- [2]Y的存在形式对MCrAlY涂层性能的影响研究[D]. 唐紫苑. 北方工业大学, 2021(01)
- [3]改性MCrAlY（M=Ni,NiCo）涂层的制备及性能研究[D]. 刘书彬. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]航空发动机叶片叶尖防护涂层的研究[D]. 刘燚栋. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]低膨胀纳米晶金属陶瓷涂层的制备、结构和高温氧化机理研究[D]. 贾逸轩. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]Re改性铝化物涂层的制备和氧化行为研究[D]. 李伟. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]纳米晶涂层的热稳定性和高温氧化行为研究[D]. 孙文瑶. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [8]单晶高温合金用低扩散铂铝涂层的制备及性能研究[D]. 刘贺. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [9]二代单晶镍基高温合金用纳米晶抗氧化涂层研究[D]. 杨兰兰. 中国科学技术大学, 2019(08)
- [10]热障涂层中基体与粘结层界面扩散及阻扩散行为研究[D]. 刘林涛. 西安建筑科技大学, 2017(07)