為了制備具有優(yōu)異抗氧化性能的復(fù)合鍍層,試驗采用雙脈沖電源,在艦船高溫排煙管試樣表面沉積Al₂O₃-CeO₂/Ni納米復(fù)合鍍層,通過抗氧化性能測試,研究了Al₂O₃納米顆粒濃度和CeO₂濃度對復(fù)合鍍層抗氧化性的影響。試驗表明,復(fù)合鍍層的微觀組織隨著Al₂O₃顆粒的添加細(xì)化晶粒,當(dāng)鍍液中納米CeO₂顆粒濃度增加到1.5 g/L時,晶粒尺寸分布均勻,同時鍍層表面平整、致密;復(fù)合鍍層的抗氧化性隨鍍液中納米Al₂O₃濃度增加而增加,隨CeO₂濃度的增加先降低后增加。 

【文章來源】：船舶工程. 2016,38(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

鍍液中不同納米Al2O3顆粒濃度的鍍層微觀形貌

∮?g/L，復(fù)合鍍層晶粒粗大，尺寸大小不均勻，晶粒呈多邊形，結(jié)晶具有明顯的方向性。當(dāng)鍍液中納米Al2O3顆粒的濃度超過10g/L時，鍍層表面致密，沒有明顯的晶界；呈紡錘形，晶粒細(xì)化、尺寸均勻，并隨濃度增加而進(jìn)一步細(xì)化。分析其原因，是由于鍍液中納米Al2O3顆粒的濃度增加，陰極表面吸附的納米Al2O3顆粒數(shù)量增加，為鎳晶粒的結(jié)晶提供了更多的形核質(zhì)點，限制了晶粒的生長空間，從而有效減小了晶粒尺寸，起到了晶粒細(xì)化的作用[6]。圖1鍍液中不同納米Al2O3顆粒濃度的鍍層微觀形貌圖2為鍍液中添加不同濃度納米Al2O3顆粒時復(fù)合鍍層的XRD圖譜。由圖2可知，純Ni鍍層的晶體為面心立方結(jié)構(gòu)（FCC），主要衍射晶面有3個，即（111）、（200）、（220）晶面，與之相對應(yīng)的X射線衍射角2θ分別為44.51°、51.85°、76.37°。當(dāng)鍍液中納米Al2O3顆粒的濃度等于10g/L制備的復(fù)合鍍層，純Ni結(jié)晶分別在2θ為52.1°和52.06°附近出現(xiàn)最強(qiáng)衍射峰，對應(yīng)面心立方Ni晶格的（200）晶面，（200）晶面為Ni晶體生長的擇優(yōu)取向。當(dāng)鍍液中納米Al2O3顆粒的濃度大于10g/L制備的復(fù)合鍍層，純Ni結(jié)晶在（200）晶面上的衍射峰強(qiáng)度有所減弱。而分別在2θ為44.74°和44.7°附近出現(xiàn)最強(qiáng)衍射峰，對應(yīng)面心立方(a)5g/L(b)10g/L(c)15g/L(d)20g/L

劉桂香，艦船高溫排煙管表面納米Al2O3-CeO2/Ni鍍層的微觀組織和抗高溫氧化性能—85—Ni晶格的（111）晶面，（111）晶面為Ni晶體生長的擇優(yōu)取向。根據(jù)文獻(xiàn)[7,8]的分析，鍍液中納米顆粒的添加改變了Ni晶的正常生長，改善了沉積層的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變了晶面的生長方向。圖2鍍液中不同納米Al2O3顆粒濃度的復(fù)合鍍層XRD圖譜2.2納米CeO2對納米復(fù)合鍍層微觀形貌和組織結(jié)構(gòu)的影響圖3為鍍液中Al2O3含量為20g/L條件下，納米CeO2顆粒添加量為0.5g/L～6.0g/L的納米復(fù)合鍍層表面形貌。由圖3可知，鍍液中添加納米CeO2顆粒后，對納米復(fù)合鍍層表面形貌產(chǎn)生了顯著的變化。當(dāng)鍍液中納米CeO2顆粒濃度為0.5g/L時，復(fù)合鍍層表面出現(xiàn)空洞且鎳晶粒尺寸分布不均勻；當(dāng)鍍液中納米CeO2顆粒濃度增加到1.5g/L時，鎳晶粒尺寸分布均勻，同時鍍層表面平整、致密。納米CeO2顆粒濃度為3.0g/L時，與0.5g/L時的鍍層表面相比較，鍍層表面空洞的數(shù)量和尺寸都增加。繼續(xù)增加鍍液中納米CeO2顆粒濃度到6.0g/L時，鍍層表面鎳晶粒尺寸差異增加，空洞數(shù)量明顯減少。圖4為鍍液中添加納米CeO2顆粒不同濃度時復(fù)合鍍層表面的XRD圖譜。由圖4可以看出，除了鍍液中納米CeO2顆粒濃度為1.5g/L制備的復(fù)合鍍層為雙擇優(yōu)取向外，其余濃度條件下制備的復(fù)合鍍層在晶面（200）呈擇優(yōu)取向。圖3鍍液中不同納米CeO2顆粒濃度的鍍層表面形貌圖4鍍液中不同納米CeO2顆粒濃度的表面復(fù)合鍍層的XRD圖譜2.3納米Al2O3顆粒添加量對納米復(fù)合鍍層氧化性能的影響圖5為鍍液中添加不同納米Al2O3顆粒時鍍層氧化增重曲線。試驗條件為：溫度900℃、氧化100h。由圖5可看出，復(fù)合鍍層的氧化增重隨鍍液中納米Al2

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]占空比對Ni-SiC納米復(fù)合鍍層性能的影響[J]. 王紅星,談淑詠,沈彤.  材料熱處理學(xué)報. 2015(07)
[2]海洋平臺結(jié)構(gòu)件表面脈沖納米復(fù)合鍍層的制備[J]. 劉桂香,沈雁.  船舶工程. 2014(06)
[3]CeO2對Cr-Al滲層組織和高溫氧化性能的影響[J]. 王紅星,李迎光,儲成林.  材料熱處理學(xué)報. 2010(06)
[4]艦船高溫排煙管腐蝕機(jī)理分析及高溫腐蝕研究[J]. 王虹斌,李美栓,韓忠.  材料保護(hù). 2002(09)



本文編號：3221113