海水温度对金属氧化物阳极强化电解失效行为影响

采用热分解法在钛基体上制备钌铱锡金属氧化物阳极,通过SEM、EDX、循环伏安、电化学阻抗谱及强化电解寿命试验等测试方法,探求不同海水温度对于钌铱锡金属氧化物阳极强化电解失效行为的影响规律。结果表明：在5~20 ℃海水温度条件下,阳极寿命短,失效阳极的中心区域存在少量残余涂层,呈现龟裂状形貌,而边缘地带Ti基体基本暴露,涂层发生局部电化学溶解或剥落;当海水电解温度为40 ℃时,阳极寿命较长,阳极涂层发生均匀电化学溶解。另外,随着海水温度的升高,阳极电化学活性表面积增大,稳定性逐渐提高。5~20 ℃条件下阳极失效主要是由于Ru组元的选择性溶解和涂层局部剥落导致,而40 ℃条件下涂层也发生电化学溶解,但TiO2钝化膜的形成是引起阳极失效的主要原因     

钛基金属氧化物阳极的耐用性研究进展

本文较全面地介绍了钛基金属氧化物阳极失效的几个主要原因:涂层溶蚀、涂层剥落、钛基体钝化、涂层"毒化"、机械损坏、不合理的工况条件等;并根据目前国内外采取的措施进行归纳和总结,提出了提高钛基金属氧化物阳极寿命的对策,为电化学稳定性更高的新型金属氧化物阳极的研制提供思路。     

金属氧化物阳极的失效行为研究

对RuTiSn、RuTiIrSnCo、IrTiTa和Pt/Ti电极在1mol/LH2SO4中的强化电解失效行为进行了研究.结果表明:IrTiTa阳极的强化电解寿命最高,Pt/Ti电极次之,RuTiSn电极最低.氧化物层的溶解消耗、剥落以及在活性层和基体间有钝化膜生成是氧化物阳极失效的几种主要原因,每种电极失效均是多种因素共同作用的结果,但不同的阳极有着不同的导致失活的主导因素.针对氧化物阳极的失效原因,提出了氧化物阳极性能改进的可能途径.     

等离子喷涂纳米热障涂层热震性能

采用等离子喷涂工艺制备常规和纳米结构ZrO2-7%Y2O3热障涂层,比较两种涂层在850℃下的热震性能,并探讨其热震失效机理。结果表明,不管是首次出现宏观裂纹(局部剥落)还是达到热震失效,纳米结构热障涂层的热震次数都明显高于相应的常规涂层。相对于常规涂层,纳米结构涂层有较好的抗热震性能。等离子喷涂常规热障涂层的热震失效形式为大面积整体剥落,而纳米结构热障涂层热震失效形式为边角局部剥落。     

等离子喷涂ZrO2-NiCoCrAlY梯度热障涂层的抗热震性及失效机理

研究了ZrO2-NiCoCrAlY热障涂层的抗热震性和热震失效机理.实验结果表明,梯度热障涂层能明显延缓热震裂纹的形成和扩展,具有较高的抗热震性.热震裂纹形成与扩展主要在粘结层与基体的界面处.随热循环次数的增加,热震裂纹可在表面陶瓷层内和陶瓷层与过渡层的界面处形成.实验表明热障涂层热震失效的过程主要是裂纹形成、扩展及涂层剥落,粘结层的氧化是导致涂层剥落失效的重要原因.     

等离子喷涂La2(Zr0.7Ce0.3)2O7热障涂层的抗热震性能

采用等离子喷涂制备了La₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇（LZ7C3）热障涂层,并对涂层的微观组织、相结构、成分、相稳定性、涂层热导率以及抗热震性能进行了研究.结果表明,LZ7C3涂层由单相烧绿石结构物质组成,高温稳定性较好;涂层的热导率较块材下降约20%,这是由于涂层具有较高的孔隙率所致:涂层在不同温度范围的热震寿命和失效机制不同,在室温至约1000℃间的热震寿命为116 cyc,涂层失效方式以片状剥落为主:在室温至1100℃间的热震寿命为53 cyc,涂层失效方式为片状剥落和层状撕裂;在室温至1200℃间的热震寿命为3 cyc,涂层失效方式以层状撕裂为主.     

[例52]熔盐法在钛基涂层阳极修复中的应用

<正>钛基涂层阳极是以钛为基体,并在其表面涂覆铂族元素氧化物为主要组分的电催化活性涂层的电极材料,简称钛阳极,广泛应用于氯碱工业、水处理、电冶金、电镀等领域。钛阳极失效后,其表面仍有一定量的贵金属涂层,采用科学合理的方法将失效后的钛阳极进行重涂修复,既可以节约钛基材以及机加工成本,还可以回收贵金属资源。钛阳极的修复需先去除失效涂层,其传统方法主要有喷砂法、酸煮法和电解     

溶胶-凝胶法制备Ru-Ir-Ti/Ti阳极涂层及性能研究

应用溶胶.凝胶法制备Ru-Ir/Ti/Ti氧化物阳极涂层.SEM、XRD、电子探针、极化曲线、电流效率实验表明,由溶胶-凝胶法制备的氧化物涂层比热分解法制备的氧化物涂层的分散性好、形成固溶体充分、电流效率高:由溶胶-凝胶法制备的氧化物涂层的失效是由于生成不导电的TiO2引起,而由热分解法制备的氧化物涂层的失效是由于活性氧化物涂层的溶解引起.     

涂层IrO2+Ta2O5钛阳极在析氧过程中的形貌和成分变化

作者用热分解法制备钛基IrO2+Ta2O5涂层阳极,涂层制备态在373 K马弗炉中长时间时效处理,然后在0.5mol/L H2SO4介质中、4A·cm-2电流密度下进行强化寿命试验.用自带能谱仪(EDS)的场发射高分辩电子扫描显微镜(SE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行电解前后的表面形貌和成分分析.研究结果显示涂层制备态在373K马弗炉中长时间时效处理时,金红石IrO2织构优先生长且晶面间距随时效时间延长而增加;电解过程中涂层的失效过程为气体氧对涂层界面的冲刷造成涂层逐层腐蚀消耗,接着涂层产生裂纹和扩展,导致涂层剥落;化学成分方面,涂层氧化铱优先消耗和氧化钛逐步积累.     

某油田FPSO压载水舱内壁腐蚀原因分析

经现场调研，某油田FPSO压载水舱内壁发生涂层失效与腐蚀现象，且涂层剥落及腐蚀情况发生在局部典型位置。为了总结涂层失效及腐蚀发生规律，并对典型位置开展腐蚀原因分析，通过对2S与3FS两个压载舱室进行宏观分析、涂层厚度检测、壁厚测量等方法进行检测分析。结果表明，两个舱室的涂层剥落及腐蚀现象存在共性问题，舱室第2～6层分段合拢口焊缝附近、龙骨附近涂层剥落及腐蚀较为严重，与现场涂装质量及海水浸入工况有关；压载水舱与油舱侧相邻壁板局部腐蚀较多，主要原因是油舱侧壁板温度较高，氧腐蚀加快造成的。由于涂层剥落及腐蚀在局部发生，失效隐患主要是腐蚀穿孔，建议后期制定合理的施工维修作业规程，及时恢复防腐涂层，根据涂装规格书的要求，严格控制涂层施工质量。     

高温燃气下CMAS混合盐覆盖对YSZ热障涂层性能的影响

分别采用大气等离子喷涂(APS)和等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)两种工艺方法制备YSZ(Y_2O_3稳定ZrO_2)热障涂层,同时在YSZ涂层表面沉积CMAS(CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2)混合盐,研究高温燃气持续加热下两种YSZ涂层的抗CMAS腐蚀行为。采用SEM、EDS、XRD等检测手段表征热障涂层腐蚀前后的微观结构、成分及物相变化。结果表明:APS-YSZ涂层在高温下经CMAS渗透后从基体整块剥落,涂层快速失效,而PS-PVD-YSZ涂层经高温燃气加热后同样被CMAS渗入,但并未发生明显涂层剥落,抗CMAS腐蚀剥落性能明显优于APS-YSZ涂层。分析表明CMAS混合盐对YSZ层的失效作用主要表现为热机械作用,其中APS-YSZ涂层应变容限较小,在涂层冷却过程中出现整块剥离现象,而PS-PVD-YSZ涂层应变容限较大,抗热震性好,涂层未出现整块剥离现象。     

等离子喷涂ZrO2—NiCoCrAlY梯度热障涂层的抗热震性及失效机理

研究了ZrO2-NiCoCrAlY热障涂层的抗热震性和热震失效机理。实验结果表明,梯度热隙涂层能明显延缓热震裂纹的形成和扩展,具有较高的抗热震性。热震裂纹形成与扩展主要在粘结层与基体的界面处。随热循环次数的增加,热震裂纹可在表面陶瓷层内和陶瓷层与过渡层的界面处形成。实验表明热障涂层热震失效的过程主要是裂纹形成、扩展及涂层剥落,粘结层的氧化是导致涂层剥落失效的重要原因。     

含石墨烯IrO_2-Ta_2O_5涂层钛阳极失效行为研究

采用热分解法制备了加有一定量石墨烯(graphene)的Ir O2-Ta2O5涂层钛阳极(Ti/IrO2-Ta2O5-G),并运用场发射扫描电镜、能谱仪等分析手段和循环伏安、电化学阻抗谱、强化电解寿命等测试方法对阳极失效前后的微观形貌和电化学性能进行研究。结果表明:与传统的Ti/IrO2-Ta2O5阳极相比,Ti/IrO2-Ta2O5-G阳极在强化电解过程中槽压呈逐渐上升趋势,具有更长的强化电解寿命;涂层破损导致催化活性组分减少是Ti/IrO2-Ta2O5-G阳极失效的主要原因;失效后的Ti/IrO2-Ta2O5-G阳极仍具有一定的电催化活性。     

纳米陶瓷基铝电解阳极防氧化技术的工业应用

本文主要通过在预焙阳极表面喷涂纳米陶瓷基高温防氧化涂层材料的方法进行阳极防氧化涂层材料的规模化工业应用,并对应用结果进行分析。结果表明:阳极防氧化涂层材料对保持阳极几何外形规整性有较大作用,尤其是在下料处对阳极的规整性保护较好;使用阳极防氧化涂层材料后,涂层阳极比未涂层阳极延长一天换极周期;阳极防氧化涂层材料使用后原铝铁含量保持稳定且可控。     

两种涂层管材抗冲蚀性能对比

对于油田常用的125V油管,由于其在液固两相流环境下抗冲蚀能力较弱,通常添加涂层来增加其抗冲蚀性能。本文利用自制试验台,针对1号涂层和2号涂层进行液固两相流冲蚀实验,研究两种涂层套管材料的抗冲蚀性能。实验结果表明,在高速携砂流体中,10分钟时,涂层还未发生剥落,而在20min后涂层全部发生脱落,说明1号涂层通常会以脆性剥落或粘黏性失效脱落导致,相比1号涂层,2号涂层在气固环境中表现出良好的抗冲蚀性。通过两种材料的冲蚀性能对比,为油气田套管生产提供一定的依据。     

某涡轴发动机Ⅰ级涡轮叶片叶尖涂层剥落失效分析

本文分析了某涡轴发动机Ⅰ级涡轮叶片叶尖涂层剥落的失效原因.宏、微观断口分析发现,涂层剥落断口主要呈烧蚀熔化形貌和瞬断形貌,表明涂层剥落主要由烧蚀引起;金相检查发现叶尖处基体γ'相已经粗化,表明叶片工作时有超温现象.综合分析认为,发动机在大修试车过程中T3温度超温是导致该叶片叶尖涂层剥落的根本原因.     

CFB锅炉用MMC防磨涂层的失效原因与机理

在465t/h循环流化床锅炉（CFB）水冷壁管上用高速电弧喷涂（HVAS）方法制备Cr3C2颗粒增强金属基复合材料（MMC）防磨涂层,运行180天后,在失效涂层部位取样,研究涂层的失效原因与失效机理.结果表明,涂层上端与管壁过渡处最容易发生早期失效,原因是涂层厚度形成的凸台造成的局部涡旋流;在低攻击角颗粒冲蚀下,MMC涂层的失效机理主要是微观切削和腐蚀;在高攻击角颗粒冲蚀下,涂层的失效机理主要是涂层被大攻击角颗粒撞击后碎片的剥落.两种情况下均伴随有涂层表面的高温氧化和低温热腐蚀.MMC涂层在低攻击角颗粒冲蚀下的耐磨性优于高攻击角颗粒撞击的耐磨性.最后,给出了采用涂层厚度过渡处理的解决方法.     

Ir,Ta氧化物涂层钛阳极恶化原因的分析

Ir,Ta氧化物涂层钛阳极是公认的最优秀的析氧DSA(DimensionallyStableAnode),其恶化原因有基体金属钝化、涂层损耗、涂层剥落、机械损坏、综合因素等,采取防钝化保护措施,防止钛阳极恶化取得了成效。     

PtAl_2单相涂层的高温抗氧化性能及失效机制研究

在镍基铸造高温合金K38G上采用脉冲电镀的方法沉积Pt镀层,通过分步加热粉末包埋渗Al处理后,获得表层为单相PtAl2,内层为β-NiAl的Pt-Al涂层.分别对单相PtAl2涂层进行1100℃静态氧化及循环氧化测试,并分析涂层在2种氧化条件下的氧化行为及失效机制.结果表明,单相PtAl2涂层表现出良好的抗静态氧化能力,初期快速增重主要来自于θ-Al2O3的生成,很快θ-Al2O3转变为α-Al2O3且增重趋于平缓.但是,单相PtAl2涂层的抗循环氧化能力较差,循环氧化过程中产生的热应力会导致部分区域PtAl2层剥离或脱落,继而引发涂层过早失效.因此,单相PtAl2涂层不适用于高温负载服役环境,其在循环氧化过程中的失效和退化主要来自于PtAl2层剥落以及剥落区附近β-NiAl层Al元素的快速消耗.     

Mo基体上沉积La_(1.4)Nd_(0.6)Zr_2O_7涂层的热循环失效机制

选择La1.4Nd0.6Zr2O7(LNZ)为面层材料,质量比为1∶1的Mo与LNZ复合粉末(ML)为过渡层材料,用等离子喷涂法在高温Mo合金上制备双层结构热障涂层(ML/LNZ)。研究该涂层在1200℃的热震行为,用XRD分析失效后涂层的物相组成,并借助扫描电子显微镜和能谱对热震后涂层表面不同位置进行观察比较。结果表明,涂层在1200℃下的热循环寿命非常短,涂层沿粘结层与基体的界面剥落。而高温下Mo的氧化及挥发性氧化产物(MoO3)与涂层之间的化学反应是导致ML/LNZ涂层快速失效的主要原因。与氧化钼具有良好的热化学相容性是选择Mo基体上热障涂层的首要条件。