Fe/Ni-Si金屬間化合物具有較高強(qiáng)硬度、高溫抗氧化、抗蝕和耐磨等優(yōu)良的綜合性能,為解決該類材料依照常規(guī)方法制備的缺陷和脆性大的困難,從拓寬金屬間化合物材料的廣泛應(yīng)用出發(fā),考慮作為膜層材料使用時(shí)可對基材起到一定的防護(hù)作用,提出通過熔鹽非電解法在軟基鋼/鎳材表面進(jìn)行高硬度金屬間化合物膜層制備,一方面充分利用基材內(nèi)部合金元素實(shí)現(xiàn)合金化,制備合金化膜層;另一方面嘗試在基材表面以電鍍的方式引入外部合金源,通過調(diào)整電鍍層種類和配合順序來獲得性能較優(yōu)的合金化層,通過考察合金化Fe₃Si層在H₂SO₄、NaCl和NaOH三種介質(zhì)中的腐蝕行為,全面揭示其鈍化膜的半導(dǎo)體性能;對比研究不同合金化Fe/Ni-Si滲層對2Cr13等鋼材和鎳材表面抗蝕、耐磨性能的影響。得出的主要研究結(jié)果包括:（1）在2Cr13和304不銹鋼表面制備的滲層是由Cr合金化的Fe₃Si及Cr、Ni合金化的Fe₃Si金屬間化合物層和其下比較疏松多孔的擴(kuò)散層兩部分構(gòu)成。其中304表面的Cr、Ni合金化Fe₃

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

二元相圖（a）Fe-Si系[20]；（b）Ni-Si系[32]

論文4合物內(nèi)部原子排列和成鍵特征，改善其本征脆性；另一方面，合金元素的添加能抑制環(huán)境對化合物的誘導(dǎo)脆斷，即改善環(huán)境脆性。林均品[35]在不同配比的Fe-Si-Al-Ti中摻入不同含量的Ni元素，探討了Ni含量對Fe3Si合金組織的影響，結(jié)果都不同程度地析出了含鎳富硅的第二相，而且Ni元素的添加促進(jìn)合金靜態(tài)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，得出Ni合金化對改善金屬間化合物的軋制工藝以及本征脆性都有益。另外元素Cr的加入可促使A2與DO3相在Fe-Si二元體系中共存，有文獻(xiàn)報(bào)道900℃時(shí)在Fe-Si-Cr三元體系中出現(xiàn)范圍較為寬泛的無序固溶體區(qū)[36]，如圖1.2（a）所示，其中A2是一種韌性較好的延性無序固溶體相；DO3有序超結(jié)構(gòu)相是一種脆性相，其強(qiáng)抗氧化、硬度高、耐蝕和耐磨性能優(yōu)異，是高性能結(jié)構(gòu)材料的必須相。KeisukeYamamoto研究結(jié)果表明，在873K下加入Cr的Fe-Si-Cr三元相圖中出現(xiàn)了兩相共存區(qū)（A2+DO3）[20]，這對于Fe3Si本征脆性改善十分有利，有望應(yīng)用于開發(fā)兩相共存的復(fù)相材料。圖1.2三元相圖（a）Fe-Si-Cr；（b）Ni-Si-CrFig.1.2Theternaryphasediagramof(a)Fe-Si-Crsystem;(b)Ni-Si-Crsystem另外Ni3Si也是一種潛在的功能結(jié)構(gòu)性材料[37]，但脆性大的弊端同樣制約了它的廣泛應(yīng)用[38]，實(shí)驗(yàn)證明合金化和第二相的生成也可有效改善其室溫脆性[39,40]。研究結(jié)果表明，Cr元素的添加不僅能提高Ni3Si的力學(xué)、耐蝕和抗氧化性能[41]，而且能促使無序固溶體的出現(xiàn)，如圖1.2（b）所示，在850℃時(shí)Fe-Si-Cr三元體系中也出現(xiàn)了無序固溶區(qū)域[32]，這對材料的抗蠕變性能有積極的影響。牛牧野[42]在Ni3Si合金中添加了Cr和B元素，以此考察對合金塑性的改善效果，研究表明，5wt%Cr的添加明顯提高了合金的顯微硬度、強(qiáng)度和耐磨性能。綜上所述，合金元素的添加對金屬間化合物脆性的改善和

ā?1.2Fe/Ni-Si金屬間化合物防護(hù)層的制備技術(shù)研究情況1.2.1化學(xué)氣相沉積法化學(xué)氣相沉積（CVD），是利用氣態(tài)物質(zhì)在受熱基體表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成固態(tài)沉積物形成涂層（或薄膜）的技術(shù)[52]。該技術(shù)制備的涂層與基體之間結(jié)合力強(qiáng)，而且可以制備多種的復(fù)合沉積層，因此這項(xiàng)技術(shù)一直處在廣泛研究和應(yīng)用之中。另外，CVD用于材料的制備不僅可以沉積各種單晶、多晶或非晶態(tài)無機(jī)薄膜材料，而且具有設(shè)備簡單，操作簡便，工藝重現(xiàn)性好[53]等特點(diǎn)，因此可用于材料表面涂層制備以提高材料表面的綜合性能，其技術(shù)反應(yīng)模型如圖1.3所示。圖1.3CVD反應(yīng)模型Fig.1.3Chemicalvapordepositionreactionmodel

【參考文獻(xiàn)】：
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