溫度對鎳基高溫合金粉末氧化行為的影響
發(fā)布時間：2021-01-30 22:45
通過化學分析、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,研究了溫度對鎳基高溫合金粉末氧化行為的影響。結果表明,室溫條件下,粉末氧含量（質量分數(shù)）較低（0.012%）,粉末表面發(fā)生部分氧化,表面存在Ni、Cr、Ti等元素的單質態(tài)和以Ni（OH）2、Cr2O3、TiO2為主的氧化物/氫氧化物;當溫度上升至150℃,氧含量增加不明顯;隨著溫度進一步提高至250℃,粉末氧含量明顯增加,達到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. 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（質量分數(shù)）
將不同溫度處理后的粉末送入真空室進行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能級分解為兩個能級，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，這與標準Ni、Ni(OH)2譜圖及文獻報道基本一致[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，水合反應形成Ni(OH)2，因此粉末表面同時存在單質態(tài)Ni和Ni(OH)2；當溫度增加至150℃，粉末表面的Ni 2p3/2峰明顯減弱，說明Ni單質元素減少，Ni元素氧化程度增加；當溫度達到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。
在X射線光電子能譜中，由于電子的自旋–軌道耦合使Ni 2p能級分解為兩個能級，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，這與標準Ni、Ni(OH)2譜圖及文獻報道基本一致[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，水合反應形成Ni(OH)2，因此粉末表面同時存在單質態(tài)Ni和Ni(OH)2；當溫度增加至150℃，粉末表面的Ni 2p3/2峰明顯減弱，說明Ni單質元素減少，Ni元素氧化程度增加；當溫度達到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。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】：
期刊論文
[1]鑄造高溫合金研發(fā)中的應用基礎研究[J]. 張健,樓瑯洪. 金屬學報. 2018(11)
[2]熱變形對FGH96高溫合金原始顆粒邊界的影響[J]. 傅豪,王夢雅,紀箴,田高峰,秦恬,賈成廠. 粉末冶金技術. 2018(03)
[3]鎳基粉末高溫合金原始顆粒邊界形成及組織演化特征[J]. 秦子珺,劉琛仄,王子,何國愛,劉鋒,黃嵐,江亮. 中國有色金屬學報. 2016(01)
[4]鎳基粉末高溫合金FGH96中原始粉末顆粒邊界的形成機理[J]. 馬文斌,劉國權,胡本芙,賈成廠. 金屬學報. 2013(10)
[5]粉末高溫合金研究進展[J]. 張義文,劉建濤. 中國材料進展. 2013(01)
[6]粉末粒度和氧含量對HIP態(tài)FGH96合金組織的影響[J]. 高正江,張國慶,李周,袁華,許文勇,劉娜. 稀有金屬. 2012(04)
[7]氬氣霧化鎳基高溫合金粉末的氧化特性研究[J]. 劉娜,李周,張國慶,袁華,許文勇,張勇. 稀有金屬. 2011(04)
本文編號：3009712
【文章來源】：粉末冶金技術. 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（質量分數(shù)）
將不同溫度處理后的粉末送入真空室進行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能級分解為兩個能級，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，這與標準Ni、Ni(OH)2譜圖及文獻報道基本一致[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，水合反應形成Ni(OH)2，因此粉末表面同時存在單質態(tài)Ni和Ni(OH)2；當溫度增加至150℃，粉末表面的Ni 2p3/2峰明顯減弱，說明Ni單質元素減少，Ni元素氧化程度增加；當溫度達到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。
在X射線光電子能譜中，由于電子的自旋–軌道耦合使Ni 2p能級分解為兩個能級，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，這與標準Ni、Ni(OH)2譜圖及文獻報道基本一致[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，水合反應形成Ni(OH)2，因此粉末表面同時存在單質態(tài)Ni和Ni(OH)2；當溫度增加至150℃，粉末表面的Ni 2p3/2峰明顯減弱，說明Ni單質元素減少，Ni元素氧化程度增加；當溫度達到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。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】：
期刊論文
[1]鑄造高溫合金研發(fā)中的應用基礎研究[J]. 張健,樓瑯洪. 金屬學報. 2018(11)
[2]熱變形對FGH96高溫合金原始顆粒邊界的影響[J]. 傅豪,王夢雅,紀箴,田高峰,秦恬,賈成廠. 粉末冶金技術. 2018(03)
[3]鎳基粉末高溫合金原始顆粒邊界形成及組織演化特征[J]. 秦子珺,劉琛仄,王子,何國愛,劉鋒,黃嵐,江亮. 中國有色金屬學報. 2016(01)
[4]鎳基粉末高溫合金FGH96中原始粉末顆粒邊界的形成機理[J]. 馬文斌,劉國權,胡本芙,賈成廠. 金屬學報. 2013(10)
[5]粉末高溫合金研究進展[J]. 張義文,劉建濤. 中國材料進展. 2013(01)
[6]粉末粒度和氧含量對HIP態(tài)FGH96合金組織的影響[J]. 高正江,張國慶,李周,袁華,許文勇,劉娜. 稀有金屬. 2012(04)
[7]氬氣霧化鎳基高溫合金粉末的氧化特性研究[J]. 劉娜,李周,張國慶,袁華,許文勇,張勇. 稀有金屬. 2011(04)
本文編號：3009712
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