本文關(guān)鍵詞：濕化學(xué)法制備氧化物-Ni微疊層及其高溫氧化性能研究

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【摘要】：鋼鐵材料在高溫服役環(huán)境中容易發(fā)生氧化破壞,在其表面涂覆防護(hù)涂層是目前主要的防護(hù)方法。氧化物涂層作為常用的高溫防護(hù)涂層,常由于與基體間熱膨脹系數(shù)不匹配受到較大熱應(yīng)力作用而發(fā)生開裂和剝落,縮短氧化物涂層的服役壽命。為了提高氧化物涂層的剝落抗力并進(jìn)一步提高氧化性能,可在氧化物涂層中引入塑韌性較好的金屬層,構(gòu)成氧化物-金屬微疊層結(jié)構(gòu)防護(hù)涂層。而采用簡單、低成本的方法制備上述氧化物-金屬微疊涂層具有較高的實(shí)際意義。本文采用溶膠-凝膠法和化學(xué)鍍法在304不銹鋼基體和T91鋼基體上制備了YSZ-Ni、Al2O3-Ni、YSZ-Al2O3-Ni微疊涂層。研究了氧化物涂層層厚、鎳層厚度、鎳層在氧化物涂層中的位置對氧化物-Ni微疊涂層高溫氧化性能的影響。采用掃描電鏡觀察氧化物-Ni微疊涂層的表面和截面形貌,并用能譜儀對YSZ-Ni、 Al2O3-Ni微疊涂層表面成分進(jìn)行分析；采用X射線衍射儀對氧化物-Ni微疊涂層、氧化鋯涂層、氧化鋁涂層的物相成分進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：采用溶膠-凝膠法和化學(xué)鍍法在不銹鋼基體表面成功制備了均勻、致密、無裂紋的氧化物-Ni微疊涂層,符號為Z16N1的氧化物-Ni微疊涂層中鎳層的厚度約130nm,氧化物涂層的厚度約170nm；氧化物-Ni微疊涂層中氧化物涂層主要由Zr0.98Y0.08O1.96和γ-Al2O3相組成,鎳層呈非晶態(tài)。采用循環(huán)氧化增重法對氧化物層厚不同、鎳層厚度不同、鎳層位置不同的YSZ-Ni、 Al2O3-Ni微疊涂層及其復(fù)合微疊涂層進(jìn)行了高溫性能測試,并用激光共聚焦顯微鏡對高溫氧化后試樣表面形貌進(jìn)行觀察。結(jié)果表明：YSZ-Ni、Al2O3-Ni微疊涂層的高溫氧化性能優(yōu)于相應(yīng)單-YSZ、Al2O3涂層；對于具有相同涂層結(jié)構(gòu)的YSZ-Ni和Al2O3-Ni微疊涂層,YSZ-Ni微疊涂層的高溫氧化性能更好；由YSZ、Al2O3和Ni構(gòu)成的YSZ-Al2O3-Ni復(fù)合微疊涂層,其高溫氧化性能是優(yōu)于單一氧化物涂層與鎳層構(gòu)成的YSZ-Ni、Al2O3-Ni微疊涂層；鎳層厚度一定時,氧化物-Ni微疊涂層的氧化增重量和剝落量隨氧化物涂層層厚的增加而逐漸變小,高溫氧化性能提高,高溫氧化后表面狀態(tài)越好；當(dāng)氧化物涂層層厚一定時,氧化物-Ni微疊涂層的氧化增重量和剝落量隨鎳層厚度的增加而逐漸變大,高溫氧化性能變差,氧化后表面狀態(tài)越差；在氧化物涂層層厚和鎳層厚度均一定時,鎳層位于氧化物涂層中間位置時的高溫氧化性能優(yōu)于鎳層位于氧化物涂層最外側(cè)時的。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 索進(jìn)平，蔡恩禮，，鄭志強(qiáng)，趙存忠;頂頭的高溫氧化處理及其作用[J];鋼管;1995年01期

2 張根元,王育烽;高溫氧化處理氣氛的熱力學(xué)分析與控制[J];河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年01期

3 曉敏;抗1200℃高溫氧化的鎳鉻合金[J];金屬功能材料;2002年02期

4 鄭逸

本文編號：1139121