搪瓷涂层和氮化钛铝涂层高温腐蚀机理的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 郑德有 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-04-25 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 王福会 |
| 关键词 | 非金属涂层 搪瓷涂层 TiAlN涂层 高温氧化 热腐蚀 |
| 其他题名 | Corrosion mechanisms of enamel and TiAlN coatings at high temperatures |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 本文制备了搪瓷涂层和氮化钛铝涂层并研究其腐蚀防护机理。深入分析了传统搪瓷涂层的腐蚀行为；发展了搪瓷涂层，利用高温烧成方法在高温合金基体上制备了两种新型的搪瓷复合涂层，研究了相应的腐蚀防护机理；采用电弧离子镀技术在高温钛合金基体上制备了氮化钛铝涂层，探讨了其防护机理，并通过预氧化处理提高了其腐蚀性能。 搪瓷涂层具有较高的热化学稳定性和良好的基体相容性，在700°C，显著提高了钛合金的长期氧化及热腐蚀抗力。温度升高，搪瓷涂层的抗热腐蚀能力下降，800°C搪瓷涂层与熔盐间的反应程度增大。搪瓷涂层在氧化过程中，涂层和基体合金间在界面处形成了一系列的氧化产物。 搪瓷釉和Al2O3颗粒通过1000°C高温烧成形成了结构致密的搪瓷-Al2O3复合涂层。Al2O3颗粒的添加显著提高了复合涂层的高温热稳定性。该复合涂层展现了优异的抗高温氧化和硫酸盐热腐蚀能力。搪瓷-Al2O3复合涂层展现了与传统金属类涂层不同的防护机制，在使用过程中不会继续被氧化，作为扩散障有效地阻碍了腐蚀性介质对基体的侵蚀。 1000°C，搪瓷-金属复合涂层展现了良好的抗热震性能，远优于单一的搪瓷涂层。弥散分布在搪瓷基体的NiCoCrAlY金属颗粒显著增大了复合涂层的热膨胀系数，减小了涂层与基体间热膨胀系数的差异，降低了涂层在冷热循环过程中产生的热应力。搪瓷-金属复合涂层结构致密、性能稳定，展现出优良的氧化和热腐蚀抗力，其防护效果好于传统的NiCoCrAlY金属涂层。 TiAlN涂层在钛合金上表现出良好的相容性。450°C，TiAlN涂层具有较高的热稳定性，显著抑制了固态NaCl和水蒸气协同作用引起的催化腐蚀进程，可以作为有效的防护涂层，提高了Ti6Al4V合金在该条件下的腐蚀能力。在腐蚀过程中，TiAlN涂层本身会发生氧化，腐蚀300小时后，涂层表面形成了连续的Ti和Al的混合氧化物。 在固态NaCl和水蒸气协同作用下，TiAlN涂层的耐蚀性能与基体合金有关系。600°C时，1Cr11Ni2W2MoV上施加的TiAlN涂层展现了优异的腐蚀抗力，对基体提高了有效的防护；而Ti6Al4V上施加的TiAlN涂层则发生了严重的剥落破坏，失去对基体的防护。基体热力学性质的差异导致了涂层腐蚀行为的不同。 预氧化处理可以提高TiAlN涂层的抗腐蚀能力。在700°C预氧化1小时后，TiAlN涂层表面形成了大约150nm厚的混合氧化膜，抑制了中间产物的产生，阻碍了腐蚀性介质的扩散，显著提高了TiAlN涂层在600℃固态NaCl和水蒸气协同作用下的腐蚀抗力。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 122 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17118]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郑德有. 搪瓷涂层和氮化钛铝涂层高温腐蚀机理的研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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