预氧化温度对Ni-15Cr-5Al-5Si合金抗高温循环氧化性能的影响

采用粉末冶金方法制备Ni-15Cr-5Al-5Si(质量分数/%)合金,经不同温度(500,700,900,1 100℃)预氧化处理后,在1 100℃进行了循环氧化试验,研究了预氧化温度对该合金抗高温(1 100℃)循环氧化性能的影响,并与未添加硅的Ni-15Cr-5Al合金进行了对比。结果表明:Ni-15Cr-5Al-5Si合金的抗高温循环氧化性能显著优于Ni-15Cr-5Al合金的;预氧化处理可以提高合金的抗高温循环氧化性能,随预氧化温度的升高,抗高温循环氧化性能提高,但提高效果不明显。     

含碳量对20%Cr合金氧化和高温磨损性能的影响

对不同含碳量的20%Cr合金进行了900℃大气气氛下的抗氧化性试验,测定了在此温度下的氧化动力学曲线,并在自制的高温磨损试验机上进行了800℃的高温磨粒磨损试验。用扫描电镜及电子探针分析和测定了氧化、磨损面的形貌及其亚表层的组织及成分分布。试验表明,随含碳量增加,氧化过程由良性的外部氧化转向恶性的内部氧化,从而使合金的抗氧化性下降。合金中共晶碳化物（Cr,Fe）7C3在高温下有较高的硬度和稳定性,因此,合金含碳量的增加,提高了800℃时的抗磨性。在高温磨损过程中由于基体组织的变形而使碳化物折断。因此,基体抵抗变形的能力将对利用碳化物来提高合金的抗高温磨损性能起到重要的作用。     

DZ4合金渗铝-硅涂层1 100 ℃氧化时的元素扩散规律

以定向凝固镍基高温合金DZ4为基体,采用料浆法在合金表面制备铝-硅涂层;对该涂层试样进行1100℃抗高温氧化性能试验,并对氧化过程中各元素的分布进行了分析.结果表明:随氧化时间增加,涂层逐渐分为两层,外层为单一β-NiAl相,内层主要由β-NiAl相构成,层内分布着块状和颗粒状的碳化物;高温氧化过程中,硅元素不断向涂层内部扩散,并与基体合金中向外扩散的钼、钨元素结合形成富硅的M6C,并逐渐形成M6C隔层,阻碍镍与铝的互扩散,提高了涂层在高温下的抗氧化能力.     

Ni-15Cr-5Al-xSi合金在1000℃下的抗氧化性能

应用粉末冶金方法制备Ni-15Cr-5Al-xSi(x=0,1,3,5,质量分数/%)合金,并在1 000℃氧化100h,研究了硅含量对合金表面物相组成和高温抗氧化性能的影响。结果表明:当硅质量分数为0,1%时,合金均为抗氧化级,当硅质量分数为3%,5%时为完全抗氧化级;氧化后4种合金表面均形成了NiO和Al_2O_3,当硅质量分数为0,1%时合金表面还存在NiAl_2O_4和Cr_2O_3,硅质量分数为3%时,合金表面还存在少量Cr_2O_3和NiCr_2O_4;当硅质量分数为5%时,合金表面氧化膜平坦、组织致密且氧化物颗粒细小均匀,合金具有最好的高温抗氧化性能。     

铜、钛元素对镍基耐蚀合金高温氧化行为的影响

采用增重法测出了含铜和钛元素的镍基耐蚀合金在800℃空气中的高温氧化动力学曲线,并用扫描电镜及能谱仪对氧化膜的形貌和成分进行了分析,研究了铜和钛元素对合金高温氧化行为的影响。结果表明:随着铜元素含量的增多,合金的抗高温氧化能力逐渐变弱;在合金中加入一定量的钛元素可以使合金表面的氧化膜更加致密,增强合金的抗高温氧化能力。     

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面渗锆合金层的耐腐蚀性能及抗高温氧化性能

采用双辉等离子渗金属技术在0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制备渗锆合金层,然后将其分别置于在0.5mol·L-1 HCl溶液、3.5%NaCl溶液、0.5mol·L-1 NaOH溶液中进行电化学腐蚀试验,另在静态空气中进行了1 000~1 150℃的高温氧化试验,研究了渗锆合金层的耐腐蚀性能及抗高温氧化性能,并与不锈钢基体进行了对比。结果表明:在三种溶液中,不锈钢基体的相对腐蚀速率分别为渗锆合金层的24.43倍、2.44倍、1.90倍,不锈钢基体表面发生了较为严重的腐蚀,而渗锆合金层只出现了局部腐蚀坑,这是因为在腐蚀过程中其表面形成了一层致密的ZrO2钝化膜;不锈钢基体和渗锆合金层的氧化质量增加曲线都基本遵从抛物线规律;在1 150℃氧化20h后,不锈钢基体表面氧化严重,而渗锆合金层的表面形貌较好,存在少量孔洞,组织相对致密。     

铍对Al-34%Mg共晶合金高温氧化行为的影响

为提高铝镁合金的高温抗氧化性能,以合金化的方式在Al-34%Mg共晶合金中添加不同含量的铍元素,将所得合金分别于空气中在420℃进行准连续恒温氧化试验和从470℃到室温循环氧化试验,对其氧化行为进行了研究.结果表明:加入微量(≥0.01%)铍能提高共晶合金在固、液态时的高温抗氧化能力,并能改善氧化层的粘附性与自愈能力;含有BeO的氧化膜大大降低了合金表面氧化物的生长速度.     

硅添加量对Ni-5Al高温合金高温抗氧化性能的影响

采用粉末冶金技术制备了Ni-5Al-xSi(x=0,1.5,3.0,4.5,质量分数/%)高温合金,并分别在1 000,1 100℃恒温氧化100h,观察了合金表面氧化膜形貌,分析了其物相组成,研究了合金的高温抗氧化性能。结果表明:试验合金的高温抗氧化性能随着硅添加量的增加而提高,当硅质量分数达到3.0%以后,再增加硅对合金高温抗氧化性能的提高效果有限;未添加硅的合金表面氧化膜的主要成分是NiO,添加硅后氧化膜的组成除了NiO外,还有NiAl_2O_4和Al_2O_3,且氧化膜存在不同程度的剥落现象;当硅质量分数为4.5%时,试验合金的高温抗氧化性能最好。     

Ti(C,N)基金属陶瓷在900～1150℃的氧化行为

为研究Ti(C,N)基金属陶瓷在高温条件下的可应用性,采用XRD、SEM、EDS等方法分析了该陶瓷在900～1 150℃的氧化行为及其机理。结果表明:在900～1 150℃范围内,陶瓷氧化程度随氧化温度的升高而显著增加,其质量增加曲线近似呈抛物线形;在900℃空气中氧化100 h后,陶瓷表面生成致密氧化膜(NiO+TiO_2),厚度小于10μm,对基体具有保护作用;而在1 150℃条件下,在致密层氧化膜(NiO+TiO_2)表面衍生出岛状疏松层(TiO_2),100 h后厚度达80μm,氧化膜逐渐失去保护作用。     

混合稀土阻燃镁合金的表面氧化行为

为提高镁合金的阻燃性能,在ZM5镁合金中添加了质量分数为0.1%的混合稀土(RE);通过分析该合金的TGA曲线、DSC曲线、恒温氧化动力学曲线以及表面氧化膜的XRD谱,对其表面氧化行为进行了研究。结果表明:添加0.1%RE能显著提高ZM5合金的抗氧化性能,氧化开始温度由300℃提高到500℃,氧化增重主要发生在500～700℃区间;在该温度区间发生了三种氧化反应,生成的氧化膜主要由RE_2O_3、MgO、Al_2O_3、Mg_(17)Al_(12)等组成;该合金在700℃的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,致密的氧化膜能有效阻止基体的进一步氧化。     

石油化工设施构造设计的防氧化探讨

设施及管道的设计不仅要从构造刚度、稳定性和强度等方面满足工艺设计,还要从原料的正确选择、构造及部件的形状设计等方面思考防氧化要求,得出合理的氧化防护应首先从设计阶段人手.通过正确的选择材料、合理的构造设计、科学的管道设施组装及布置来控制氧化速度,达到最终提高整个装置实际使用可靠性、耐氧化能力以及运转效率的目的.     

热压烧结碳化硅陶瓷的氧化性能

采用硅作为烧结助剂热压烧结SiC陶瓷,用扫描电镜、X射线衍射仪和热重分析仪研究了不同状态SiC陶瓷的氧化性能.结果表明:未预处理SiC在等温氧化过程中,600～1 100℃区间内,等温氧化动力学曲线服从抛物线规律;而在1 100～1 300℃区间,则偏离了抛物线规律,氧化速率随温度的升高先增大后减小.经过高温预氧化处理之后,SiC试样在等温氧化过程中,氧化动力学曲线为直线,较未预处理试样氧化增重显著减少;连续升温氧化过程中,和未预处理试样相比,剧烈氧化开始温度升高,同时其氧化速率及最终的氧化增重均大幅度降低.说明了高温预氧化处理能够有效提高SiC陶瓷的抗氧化性能.     

不同表面处理对AZ91D镁合金耐蚀性的影响研究

通过中性盐雾腐蚀试验,对镁合金化学氧化和微弧氧化后表面膜层的耐蚀性能进行了比较。结果表明,镁合金经过化学氧化和微弧氧化后,耐蚀性能均有提高,但是微弧氧化后镁合金表面形貌要优于化学氧化,从微观结构解释了不同膜层腐蚀形式不同的原因。     

三羟甲基丙烷复合酯热氧化规律及氧化动力学研究

对三羟甲基丙烷复合酯分别进行不同温度与时间下的恒温氧化,检测其氧化后的黏度、黏度指数和酸值,并通过函数拟合得出它们随氧化温度与时间的变化规律;使用PDSC测试被氧化样品的起始氧化温度,并计算活化能、氧化速率常数和氧化半衰期,得到氧化温度与时间对油品后续氧化安定性的影响规律。结果表明:油品黏度与酸值的变化规律均近似logistic函数曲线,即起初增长缓慢,随后迅速增长并达到最快速率,最终速率逐渐下降;黏度与酸值函数的拟合参数与氧化温度密切相关,可用于评价与预测油品的氧化行为;三羟甲基丙烷复合酯经历不同条件的高温氧化后始终具有较高的黏度指数,并且起始氧化温度和活化能均未发生显著变化,表明其氧化后仍有着优异的黏温性能和氧化安定性。     

双季戊四醇酯热氧化性能及氧化动力学分析

将恒温氧化、PDSC测试及氧化动力学计算相结合,分析氧化温度与时间对双季戊四醇酯黏度、黏度指数和酸值的影响规律,研究双季戊四醇酯经历恒温氧化后起始氧化温度、活化能及氧化速率常数的变化,探讨其对不同温度耐受能力的差异。结果显示:双季戊四醇酯黏度与酸值的变化符合logistic函数,初始阶段增长缓慢,继而迅速升高并达到最快速率,随后速率逐渐下降;180℃以上的氧化会使黏度、黏度指数和酸值发生显著变化,而低于130℃时其变化趋势十分平缓,能满足冷冻机油的工况要求;180℃以上的高温氧化会使油品起始氧化温度降低,但对活化能、氧化速率常数和氧化半衰期影响较小,因此双季戊四醇酯具备较好的高温氧化安定性。     

T23钢管蒸汽侧氧化层的微观结构及形成机理

采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等研究了T23钢管蒸汽侧氧化层的结构和形成机理。结果表明:该氧化层分为内层、中间层和外层;内层为疏松及富含孔洞的富铬、钒及钨的非均质层氧化层,中间层为相对致密且呈柱状结构的Fe3O4,外层为较薄的Fe2O3;金属基体与内层氧化层界面处存在内氧化,金属基体与内层氧化层界面处存在明显界限及间隙,温度剧烈变化时氧化层易在金属基体与内氧化层界面处剥落;T23钢蒸汽侧内层氧化层疏松、多孔及其整体易剥落的特征,使其抗蒸汽氧化性能差。     

基于金属催化氧化的航空液压油氧化安定性研究

为探究航空液压油氧化安定性变化规律,设计基于金属催化氧化的模拟氧化试验,研究在金属Cu与Fe的催化氧化下,15号航空液压油在不同氧化时间下的外观、黏度以及酸值变化规律,并借助GC/MS对油样组成结构进行分析。结果表明:在长时间氧化下添加金属Cu、Fe的油样颜色、黏度变化更剧烈,氧化后酸值更高,说明在金属催化氧化下,液压油的氧化安定性变差。GC/MS分析表明:在金属作用下,航空液压油长时间氧化后抗氧剂消耗更剧烈,且生成了小分子烷烃以及少量的醇、酮、酸、酯等化合物,造成了油品理化性能的变化以及氧化安定性变差。     

不同基体合金钛基复合材料的高温氧化性能

针对钛基复合材料高温应用中的关键问题—高温氧化性能,本文通过高温氧化实验得到增重数据,整理绘制成氧化增重动力学曲线,并通过热力学计算出了实验材料的氧化抛物线指数n以及氧化激活能。结果表明:钛基复合材料的氧化规律为抛物线规律,以高温合金Ti6242为基体的钛基复合材料比纯钛为基的钛基复合材料高温抗氧化性好。     

大气状态下STM电场加工机理分析

扫描探针显微镜（SPM）家族的拓展始于扫描隧道显微镜（STM）,它的发明使人类能够真正获得物质表面在原子尺度上的局域电子结构,并可揭示与之对应的原子结构,基于SPM的纳米加工技术同样是从STM开始的,本文主要介绍大气状态下STM在Au和Ti表面的电场加工结果,并对其作用机理进行较深入分析,确定表面结构的生成为准接触和电场诱导氧化的综合作用。