国家自然科学基金(50871087)
- 作品数：12 被引量：57H指数：5
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- 铌硅化物基超高温合金Si-Y_2O_3共渗涂层的组织及其高温抗氧化性能被引量：23
- 2009年
- 采用Si-Y2O3包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层,研究其在1250℃的恒温氧化性能.采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y2O3共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化.结果表明:涂层具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb,X)Si2(X表示Ti,Hf和Cr)外层和(Nb,X)5Si3过渡层,在过渡层与基体之间有不连续分布的细小(Cr,Al)2(Nb,Ti)块状沉淀.EDS分析表明,涂层中的Y分布是不均匀的,(Cr,Al)2(Nb,Ti)相的Y含量为0.94at%左右,而(Nb,X)Si2和(Nb,X)5Si3相的Y含量为0.46at%～0.57at%.经1250℃分别氧化5,10,20,50和100h后,Si-Y2O3共渗涂层保持其原始的相组成,并在其表面形成以TiO2、SiO2和Cr2O3组成的致密混合氧化膜,且与基体结合良好.
- 齐涛郭喜平
- 关键词：高温抗氧化性能
- Ti-Nb-Si基超高温合金Si-Cr共渗抗氧化涂层的显微组织被引量：8
- 2009年
- 采用在1250、1350和1400℃ Si-Cr包埋共渗10h的方法,在Ti-Nb-Si基超高温合金表面制备了Cr改性硅化物涂层。结果表明:各温度下制备的涂层均具有多层复合结构;随包埋共渗温度的升高,涂层外层和中间层的组成相都发生改变。经1250℃,10hSi-Cr共渗时涂层外层为(Ti,X)5Si3(X代表Nb、Hf和Cr元素),中间层为(Ti,X)5Si4,过渡层(Ti,X)5Si3很薄;当提高共渗温度至1350℃时,涂层外层中Cr含量明显提高,外层除了(Ti,X)5Si3外,还出现含Cr的三元相(Nb1.95Cr1.05)Cr2Si3,中间层由(Ti,X)5Si4和(Ti,X)5Si3两相组成,而过渡层((Ti,X)5Si3)增厚;继续提高共渗温度至1400℃时,涂层外层主要由(Nb1.95Cr1.05)Cr2Si3三元相组成,中间层已全部由(Ti,X)5Si3相组成,在过渡层与基体间还存在不连续的块状(Nb,Ti)3Si相,Si-Cr共渗温度对Cr扩散的影响更为显著。
- 乔彦强郭喜平
- 关键词：包埋渗
- CeO_2对铌硅基超高温合金硅化物渗层组织及抗氧化性能的影响被引量：3
- 2013年
- 采用Si-CeO2包埋共渗工艺于1 150℃在铌硅基超高温合金表面制备Si-Ce共渗层,分析渗剂中CeO2粉含量对共渗层组织、相组成及高温抗氧化性能的影响。结果表明:Si-Ce共渗层的组织、结构与单独渗硅层的相似,由(Nb,X)Si2(X表示Ti、Hf和Cr)外层、(Ti,Nb)5Si4过渡层和富Al扩散层组成。EDS分析结果表明,Ce在共渗层中的分布不均匀,而在由原基体合金中的(Nb,X)5Si3块转变而成的富Hf(Nb,X)Si2相中含量较高。渗剂中添加CeO2不仅起到了细化渗层组织的作用,而且起到了明显的催渗作用,当渗剂中CeO2粉含量为3%(质量分数)时催渗效果更显著。Si-Ce共渗层及单独渗硅层经1 250℃氧化50 h后的氧化膜均主要由TiO2与SiO2组成。但Si-Ce共渗层试样的氧化膜中TiO2棒更细小,并且在SiO2基体中的分布也更均匀,因而能显著改善氧化膜的粘附性与致密性,进而提高Si-Ce共渗层的高温抗氧化性能。
- 张艺郭喜平
- 关键词：包埋渗
- 铌硅化物基超高温合金Si-Y_2O_3共渗涂层的组织及裂纹形成被引量：3
- 2009年
- 采用分别于1050、1150、1250℃保温10h的Si-Y2O3包埋共渗工艺，在铌硅化物基超高温合金表面制备了Y改性的硅化物涂层。利用SEM、EDS和XRD等方法分析了Y对涂层形貌及裂纹形成的影响，并与相同温度和时间下单独渗Si涂层的组织进行了对比。结果表明，涂层外层上部为分布均匀致密的（Nb，M）Si2柱状晶，外层下部为疏松的（Nb，M）Si2等轴晶；渗剂中添加质量分数为0．75％的Y2O3可以细化涂层组织，且当渗剂中的硼（Y2O3）为0．50％～0．75％时，所制备涂层的纵向裂纹和横向裂纹的总长度均较小。
- 齐涛郭喜平
- Nb-Ti-Si基超高温合金表面Si-Al-Y共渗层的组织形成
- 2010年
- 研究了包埋共渗温度和渗剂中Al含量对Nb-Ti-Si基超高温合金表面Si-Al-Y共渗层显微组织的影响.采用组成为10Si-10Al-3Y-5NaF-72Al2O3(wt%)的渗剂,分别在1050、1080和1150℃保温10h所制备的渗层具有相似的结构,由(Nb,X)Si2(X代表Ti,Cr和Hf)外层、(Nb,X)5Si3中间层、(Cr,Al)2(Nb,X)和(Nb,X)Al3相构成的次内层及(Nb,X)2Al内层组成.在1050℃/10h所制备渗层的外层和中间层的组成相随渗剂中Al含量增加而变化,但次内层和内层的组成相不改变.当渗剂中Al含量为15wt%时,渗层外层仍为(Nb,X)Si2,但中间层却由(Nb,X)Al3和(Nb,X)5Si3两相组成;当渗剂中Al含量为20wt%时,渗层外层转变为由(Nb,X)Si2和(Nb,X)3Si5Al2两相组成.对1050℃/10h所制备的渗层(采用Al含量为15wt%的渗剂)进行1250℃/0.5h氧化,氧化膜厚度约为10μm,主要由Al2O3、TiO2和SiO2组成.
- 张超峰郭喜平
- 关键词：氧化膜
- 铌硅基超高温合金Si-Ce共渗层的组织及高温抗氧化性能被引量：12
- 2012年
- 采用Si-CeO2包埋共渗的工艺在铌硅基超高温合金表面制备了Si-Ce共渗层,研究了其在1250℃时的恒温氧化性能。采用XRD、SEM及EDS分析了Si-Ce共渗层氧化前后的相组成、组织形貌及微区成分。结果表明:Si-Ce共渗层具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb,X)Si2(X表示Ti,Hf和Cr)外层和(Ti,Nb)5Si4过渡层,且Si-Ce共渗层的生长符合抛物线的动力学规律;1250℃的氧化结果显示,Si-Ce共渗层的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,其抛物线速率常数比未制备渗层的基体合金低4个数量级,说明其具有优异的高温抗氧化性能。
- 张艺郭喜平
- 关键词：高温抗氧化性能
- Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金在1250℃下的氧化行为
- 2013年
- 采用真空非自耗电弧熔炼法制备了Nb-22Ti-14Si-20Cr-3Al-5Hf-1.5B-0.06Y(at%)超高温合金,在1250℃下分别进行1、5、10、20、50和100 h高温氧化试验。采用XRD、SEM及EDS分析了合金氧化膜及其合金基体的相组成、组织形貌和成分。结果表明:氧化膜分为两层,致密的外层和疏松的中间层,外层组织由Ti0.4Cr0.3Nb0.3O2组成,并含有少量TiNb2O7和SiO2,且随着氧化时间的延长,TiNb2O7含量逐渐减少,Ti0.4Cr0.3Nb0.3O2的含量逐渐增多;氧化膜中间层主要由(Ti,Cr)NbO4、Ti2Nb10O29和Nb2O5组成;氧化后合金基体内Cr2Nb和Nbss元素发生互扩散,界面处出现过渡区。
- 陈丽群郭喜平
- 关键词：高温氧化相组成
- Ti-Nb-Si基超高温合金Si-Cr共渗涂层在1250℃的氧化行为被引量：1
- 2010年
- 利用包埋共渗法在Ti—Nb—Si基超高温合金表面制备了Si-Cr共渗涂层，共渗温度为1350℃，时间为10h。将Si—Cr共渗后的试样在1250℃下分别氧化5，10，20，50h和100h。利用SEM，EDS和XRD等分析方法研究了涂层及氧化后氧化膜的结构、元素分布及相组成。结果表明，氧化前Si—cr共渗涂层分为4层：最外层为（Ti，X）5Si3（X代表Nb，Hf和Cr元素）和（Nb1.95Cr1.05）Cr2Si。3次外层为（Ti，X）5Si3，中间层为（Ti，X）5Si4，过渡层为（Ti，X）5Si3。涂层试样在1250℃氧化后形成的氧化膜分为两层：外层为（Ti，Nb，Cr）O2，下层为SiO2。未加涂层的试样在1250℃氧化遵循直线规律。加涂层的试样在1250℃氧化遵循分段抛物线规律，5～20h内为Y=15．81＋3．92t1/2，20～100h内为Y=-82．71＋27．12t1/2。在20～100h内氧化的抛物线速率常数比5～20h内氧化的大约高1个数量级。具有高Cr含量的外层比中间层及过渡层具有较好的抗氧化性。
- 乔彦强郭喜平任家松
- 关键词：包埋渗
- Ti-Nb-Si基高温合金表面包埋Si-Cr共渗涂层的组织被引量：2
- 2010年
- 采用Si-Cr包埋共渗法在Ti-Nb-Si基高温合金表面制备了Cr改性的硅化物涂层,共渗温度为1250和1300℃,时间为10h。利用SEM,EDS和XRD等检测手段分析了涂层的结构、元素分布及相组成等,并对涂层的形成机理进行了讨论。结果表明:Si-Cr共渗温度为1250℃时,降低渗剂中的催化剂NaF含量会降低Si和Cr的反应扩散速度并且改变了涂层的结构和相组成。催化剂NaF含量为8wt%,涂层外层由(Nb,Ti)Si2及少量(Ti,X)5Si3(X代表Nb,Cr和Hf等元素)组成,中间层由(Ti,X)5Si4组成,过渡层由(Nb,Ti)5Si3组成;降低NaF含量至5wt%,Si-Cr共渗温度仍为1250℃时,涂层外层由(Ti,X)5Si3组成,且有较多孔洞出现,中间层为(Ti,X)5Si4,而过渡层很薄。与渗Si涂层相比,Si-Cr共渗涂层中的裂纹明显减少,但在涂层外层存在较多孔洞且涂层厚度明显减小。提高包埋共渗温度至1300℃时,Cr的反应扩散速度得到提高,且在涂层外层出现了(Nb1.95Cr1.05)Cr2Si3三元相。
- 乔彦强郭喜平
- 关键词：包埋渗
- Y_2O_3对铌硅化物基超高温合金硅化物渗层组织的影响被引量：6
- 2010年
- 采用包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备了Si-Y2O3共渗层,共渗温度为1050℃,共渗时间为10h。利用SEM,EDS和XRD等方法分析了渗剂中Y2O3添加量对渗层结构、组织形貌及其成分分布的影响,并与相同包埋渗温度和时间下单独渗Si渗层的组织进行了对比。结果表明：在渗剂中添加不同含量Y2O3后的渗层具有相似的结构,均具有明显分层的结构,由外至内依次为（Nb,X）Si2（X表示Ti,Hf和Cr）层,（Nb,X）5Si3过渡层和富Al扩散区。与单独渗Si渗层相比,渗剂中添加Y2O3没有改变渗层表层的相组成,但抑制了渗层中孔洞的产生,使相同包埋渗温度和时间处理后Si-Y2O3共渗层的组织较单独渗Si渗层的更为致密。EDS能谱分析结果表明,Y在渗层中的分布是不均匀的,在靠近过渡层与基体界面处的Y含量较高,并由内向外逐渐递减。随渗剂中Y2O3含量增加,渗层中的平均Y含量出现先增加后降低的规律。当渗剂中Y2O3的加入量为1%2%（质量分数）时,Y2O3具有明显的催渗作用。
- 齐涛郭喜平
- 关键词：包埋渗
