通過化學(xué)分析、掃描電子顯微鏡觀察、X射線衍射分析及X射線光電子能譜分析等方法,研究了溫度對(duì)鎳基高溫合金粉末氧化行為的影響。結(jié)果表明,室溫條件下,粉末氧含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）較低（0.012%）,粉末表面發(fā)生部分氧化,表面存在Ni、Cr、Ti等元素的單質(zhì)態(tài)和以Ni（OH）₂、Cr₂O₃、TiO₂為主的氧化物/氫氧化物;當(dāng)溫度上升至150℃,氧含量增加不明顯;隨著溫度進(jìn)一步提高至250℃,粉末氧含量明顯增加,達(dá)到0.034%,粉末表面全部氧化,表面主要由Ni（OH）₂、Cr₂O₃、TiO₂組成。溫度對(duì)鎳基高溫合金粉末氧化行為影響顯著,合理控制溫度可以獲得低氧含量的粉末,本研究所用鎳基高溫合金粉末大氣條件下最高處理溫度為150℃。 

【文章來源】：粉末冶金技術(shù). 2020,38(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同熱處理溫度下鎳基高溫合金粉末的氧含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

將不同溫度處理后的粉末送入真空室進(jìn)行X射線光電子能譜分析，得到不同熱處理溫度下鎳基高溫合金粉末表面的X射線光電子能譜全譜（XPS survey spectrum）。如圖4所示，經(jīng)不同溫度處理后的粉末X射線光電子能譜全譜變化不大，粉末表面成分主要有Ni、Cr、Ti、O、C等元素，未檢測(cè)到Al、W、Mo、Nb等元素存在。在X射線光電子能譜中，由于電子的自旋–軌道耦合使Ni 2p能級(jí)分解為兩個(gè)能級(jí)，即Ni 2p3/2和Ni 2p1/2。圖5是不同熱處理溫度下粉末表面的Ni 2p窄能量掃描X射線光電子能譜[17–18]。如圖所示，室溫條件下粉末表面存在明顯的Ni 2p3/2和Ni 2p1/2峰，分別在852.4 eV和869.2 eV；同時(shí)也存在Ni(OH)22p3/2和Ni(OH)2 2p1/2峰，分別在856 eV和873.5 eV，這與標(biāo)準(zhǔn)Ni、Ni(OH)2譜圖及文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[19–20]。由此可知，室溫條件下粉末表面Ni元素發(fā)生部分氧化，水合反應(yīng)形成Ni(OH)2，因此粉末表面同時(shí)存在單質(zhì)態(tài)Ni和Ni(OH)2；當(dāng)溫度增加至150℃，粉末表面的Ni 2p3/2峰明顯減弱，說明Ni單質(zhì)元素減少，Ni元素氧化程度增加；當(dāng)溫度達(dá)到250℃，粉末表面的Ni 2p3/2和Ni 2p1/2峰消失，而Ni(OH)2 2p3/2和Ni(OH)2 2p1/2峰強(qiáng)度增加，這表明粉末表面Ni元素發(fā)生氧化水合，全部形成Ni(OH)2，基本不存在Ni單質(zhì)。

在X射線光電子能譜中，由于電子的自旋–軌道耦合使Ni 2p能級(jí)分解為兩個(gè)能級(jí)，即Ni 2p3/2和Ni 2p1/2。圖5是不同熱處理溫度下粉末表面的Ni 2p窄能量掃描X射線光電子能譜[17–18]。如圖所示，室溫條件下粉末表面存在明顯的Ni 2p3/2和Ni 2p1/2峰，分別在852.4 eV和869.2 eV；同時(shí)也存在Ni(OH)22p3/2和Ni(OH)2 2p1/2峰，分別在856 eV和873.5 eV，這與標(biāo)準(zhǔn)Ni、Ni(OH)2譜圖及文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[19–20]。由此可知，室溫條件下粉末表面Ni元素發(fā)生部分氧化，水合反應(yīng)形成Ni(OH)2，因此粉末表面同時(shí)存在單質(zhì)態(tài)Ni和Ni(OH)2；當(dāng)溫度增加至150℃，粉末表面的Ni 2p3/2峰明顯減弱，說明Ni單質(zhì)元素減少，Ni元素氧化程度增加；當(dāng)溫度達(dá)到250℃，粉末表面的Ni 2p3/2和Ni 2p1/2峰消失，而Ni(OH)2 2p3/2和Ni(OH)2 2p1/2峰強(qiáng)度增加，這表明粉末表面Ni元素發(fā)生氧化水合，全部形成Ni(OH)2，基本不存在Ni單質(zhì)。圖5 不同熱處理溫度下鎳基高溫合金粉末表面Ni 2p窄能量掃描X射線光電子能譜圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3009712