一、Al_2O_3对Ni- P化学镀层抗高温氧化性的影响（论文文献综述）
梅海峰[1]（2021）在《Fe-Ni-Al-O初始氧化物相图及316L不锈钢氧化铝涂层制备研究》文中研究指明近年来,氢能源、核能源等无污染,可再生的二次能源受到广泛重视。但由于氢气以及核聚变所需要的氘、氚等在储运的过程中对于容器具有很强的腐蚀作用,所以需要选用特定的容器材料并覆盖阻氢涂层来防止或降低氢气对于容器基材的渗透作用。阻氢涂层有许多种类,其中氧化铝以及Fe-Al金属间化合物都具有很好的阻氢效果,同时Fe-Ni基超强钢和316L不锈钢都是储氢容器的常用材料。本文结合热力学软件与实验对Fe-Ni-Al-O四元系统相平衡进行了计算和分析,为Fe-Ni-Al合金通过选择性氧化制备氧化铝阻氢涂层提供理论指导;另外,通过热浸镀铝、高温扩散和高温氧化的方法在316L不锈钢上制备Fe-Al化合物与氧化铝的复合阻氢涂层。主要研究内容如下:（1）利用热力学计算和相图测试的方法,研究了Fe-Ni-Al-O四元系750℃等温截面相关系。在这个等温截面中,主要存在Al2O3和Fe Al2O4两种氧化物。Al2O3与Ni-Al一侧的合金平衡,Fe Al2O4与富Fe角的合金平衡,在Fe-Ni-Al三元合金相图中确定了两种氧化物的分界线。同时确定了9个不同相区:（1）α+Corundum;（2）α+β+Corundum;（3）α+β+γ+Corundum;（4）β+γ+Corundum;（5）γ+Corundum;（6）α+Spinel;（7）α+β+Spinel;（8）α+β+γ+Spinel;（9）γ+Spinel。相对于热力学计算得到的氧化物分界线,实验测定的氧化物分界线向Ni-Al一侧偏移。Ni在氧化物Fe Al2O4中的溶解度随着平衡合金中Ni含量的增加而提高,而Fe在氧化物Al2O3的溶解度随Fe含量的减少而降低。温度的变化不仅使合金体系的相平衡发生变化,氧化相与基体合金的平衡也发生了变化。随着温度的上升,Corundum相和Spinel相的分界线向着Fe-Ni（低Al）一侧偏移,这为后续选择性氧化涂层的制备提供了重要依据。（2）利用金属和金属氧化物粉末提供氧压。研究温度,粉末种类以及氧化时间对Fe-Ni-Al合金表面氧化物种类与分布情况的影响。结果表明,Fe-Ni-Al合金在退火过程中,随着氧压的增加,氧化颗粒在相同时间内沿晶界生长速度加快,但是过高的氧压使得合金中Al元素发生内氧化现象。以Fe和Fe O粉末提供氧压,在750℃下退火后表面的氧化层比较致密、完整。Fe-Al-Ni合金在退火过程,控制退火气氛,调整退火时间会发现合金表面氧化层会随着时间的增加而不断生长并逐渐致密,但是过长的退火时间会导致氧化层出现局部剥落的现象。用Fe和Fe O粉末提供氧压,在750℃下退火大概30 min,表面氧化层比较致密、平整、无剥落。（3）采用熔剂法对316L不锈钢热浸镀铝并高温扩散,通过SEM观察扩散后的表面与截面组织形貌,借助EDS和XPS等表征手段分析物相。利用氧化增重法研究试样在高温下的氧化行为。结果表明:热浸镀铝及扩散后,表层主要由α-Fe相层、Fe Al相层以及Fe2Al5和Fe Al2混合相层组成。900oC扩散后,Fe2Al5相基本消失,生成Fe Al韧性相和多孔的Fe Al2相。试样在800oC和1000oC高温氧化后,扩散层中的Fe-Al化合物逐渐转变为Fe Al相,表层为Al2O3。经热浸镀铝及扩散退火后的试样高温氧化速率显着低于未浸镀铝的样品。试样在800oC高温扩散后1000oC氧化50 h,表面Al2O3层比较平整、无剥落,抗高温氧化性好;高温氧化时间过长会导致Al2O3层剥落。本工作为分析低氧压下合金与氧化物的平衡提供了基础数据,也为阻氢涂层的设计和开发提供了实验依据。
陈开旺[2]（2021）在《镍包莫来石粉末制备及涂层性能研究》文中进行了进一步梳理随着航空航天、飞机制造、内燃机及其它高温领域的快速发展,对高温条件下零部件的耐磨、隔热和抗热震等性能提出了更高要求。莫来石因具有低热导率、耐高温性、抗蠕变性和化学性质稳定等优点,被用作高温零部件的表面防护涂层有较好的效果,但由于其热喷涂的工艺性差,被限制了广泛的应用。因此本文首先采用化学镀法对莫来石粉末进行Ni-P镀层包覆,然后采用大气等离子喷涂设备制备了四组不同配比的镍铬-莫来石陶瓷复合涂层,对包覆粉末和涂层微观形貌和物相组成进行表征,并对其性能进行测试,研究了镍铬-莫来石不同配比组成的粉末对涂层结构及性能的影响规律,主要研究内容如下:（1）采用化学镀的方法在莫来石粉末表面包覆了Ni-P镀层,包覆镀层均匀、致密,热处理使镀层内部和镀层与莫来石的结合力均提高,同时镀层中形成的Ni3P等硬质相有效提高了粉末的硬度。在包覆过程中,Ni2+先吸附在预处理的莫来石表面,在Pd原子附近成核生长,形成孤岛状结构,随着反应进行Ni粒子沿三维方向生长和聚集,在莫来石表面形成Ni-P镀层薄膜,然后在薄膜表面生成的Ni粒子又作为活化中心,使反应继续进行。经化学镀包覆的粉末具有强韧性好、流动性好、致密度高和润湿性好的特点,适用于大气等离子喷涂制备涂层。（2）采用大气等离子喷涂设备制备了四组不同配比的涂层,对四组涂层进行形貌和微观结构分析,结果表明:莫来石质量分数为100%的涂层中莫来石粉末均以熔融或半熔融态堆叠在基材上,涂层以莫来石相和γ-Al2O3相为主;而复合涂层中多数莫来石粉末以原始形貌镶嵌在涂层中,涂层主要由莫来石相和镍铬合金相组成,同时还存在少量Ni3P、Al Ni3等硬质相。四组涂层孔隙率随莫来石质量分数的减小而先减小后增大,当包覆莫来石质量分数为85%时,涂层孔隙率最小,为5.67%。硬度测试中四组涂层的硬度均高于基材,且硬度值随莫来石质量分数的减小而先增大后减小。当包覆莫来石质量分数为85%时,涂层硬度值最大,为542.2 HV,这是因为用包覆莫来石制备的涂层孔隙率低且涂层中存在Ni3P、Al Ni3等硬质相,使涂层硬度增加。（3）对四组涂层做热障、热震和800℃摩擦磨损试验分析,结果表明:四组涂层热障性能较好,当涂层为纯莫来石时,涂层热障性能最佳。尽管涂层热障性随涂层中莫来石质量的减小而下降,但包覆莫来石与镍铬合金形成的异质相也阻隔了热传输,降低了热导率。涂层热震试验表明,涂层抗热震性随涂层中莫来石质量分数的下降而增强,当涂层中莫来石质量分数减少时,合金含量增加,涂层热膨胀系数增大,提高了涂层结合强度。800℃摩擦下,涂层主要以磨粒磨损为主。涂层的磨损量和摩擦系数均随莫来石质量分数的减小而先减小后增大,这是因为用包覆莫来石制备的涂层孔隙率低,冶金结合程度高且与基材结合力强,所以具有更好的耐磨性。
杨佳霖[3]（2020）在《高性能Fe-Cr-Al合金阳极氧化膜的电化学制备及组织性能的研究》文中研究表明Fe-Cr-Al电热合金具有电阻高、电阻温度系数小及抗高温氧化等优点,是我国工业生产及家用电器使用最多的电热材料之一。然而在空气中所产生的Al2O3氧化膜不足以保护基体在复杂的环境中长时间工作,其使用寿命仍然有限。因此对Fe-Cr-Al合金进行表面处理以提高其性能及使用寿命具有极其重要的意义。本文采用恒电流阳极氧化法对Fe-Cr-Al合金进行表面处理,制备出均匀致密性能优良的金属氧化物陶瓷膜。通过表面形貌观察、电阻率测试、电化学测试、力学性能测试及热疲劳测试等对阳极氧化膜的组织和性能进行观察分析。首先,研究了在碱性电解液中氧化时间对阳极氧化膜性能的影响。其次,研究了在硫酸电解液中添加不同的添加剂对阳极氧化膜的影响。在碱性电解液中阳极氧化时,通过XPS测试及氧化时电压-时间曲线分析可知,阳极氧化可分为四个阶段,每一阶段参与氧化的元素及生成的氧化物质都有所不同。利用四探针电阻率测试仪对阳极氧化膜的电阻率进行了测试,结果表明电化学阳极氧化膜比常规加热氧化膜具有更优异的绝缘性。通过SEM、电化学测试、纳米压痕测试对阳极氧化时间进行了研究,结果表明在电化学氧化时间为60min时膜层具有最佳的表面形貌、耐蚀性能及力学性能。在700℃以上的疲劳温度中进行1000次热疲劳循环,试样表面没有明显的疲劳裂纹,耐高温性能良好。在硫酸溶液中添加Y2O3作为电解液对Fe-Cr-Al合金进行阳极氧化,研究结果表明在此电解液中只产生了Al2O3和Cr2O3氧化物,合金表面的Fe在硫酸电解液中会发生溶解反应,膜层具有导电性。添加Y2O3可以显着提高合金的耐蚀性能、硬度和杨氏模量,当Y2O3的添加量为2.5g/L时阳极氧化膜表面无孔洞等缺陷,具有最佳的表面形貌,并且此时试样的电化学性能、力学性能及热疲劳结果都比其它试样更好。在硫酸电解液中添加Al2（SO4）3·18H2O作为电解液对合金进行阳极氧化,研究结果表明添加Al2（SO4）3·18H2O对膜层表面物质组成没有影响,膜层具有导电性。在电解液中添加Al2（SO4）3·18H2O可以提高溶液中Al3+浓度,减少合金表面铝元素的析出,促进Al与O结合生成Al2O3。当添加量为20g/L时试样具有最佳的使用性能,并且在高温环境中可以长时间工作,可以阻止合金在高温中进一步氧化。
赵海洋[4]（2020）在《激光熔覆Ni-Al/Al2O3-13%TiO2金属陶瓷涂层组织性能研究及数值模拟分析》文中研究指明激光熔覆作为一种重要的材料表面改性技术,能够促进熔覆层与基材表面冶金结合,在现代化制造行业中占据重要地位。伴随着激光技术的发展,金属陶瓷复合粉末作为熔覆材料,在保持金属优良特性的同时又兼具有陶瓷特点,已成为激光熔覆涂层研究和开发的热点。本文通过激光熔覆工艺在45钢表面上熔覆Ni-Al/Al2O3-13%TiO2金属陶瓷粉末,获得兼有金属和陶瓷综合特性的耐磨涂层。研究了熔覆层的组织结构、硬度、耐磨性及抗高温氧化性,结合有限元数值模拟分析涂层内部温度场、应力场分布特点,并与试验部分相佐证,共同诠释Ni-Al/Al2O3-13%TiO2金属陶瓷涂层性能提升因素及不同工艺参数对其影响机理。主要研究内容如下:1)为了进一步研究Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层的硬度、耐磨及抗高温氧化性能,应用YLS-2000光纤激光器在45钢基体上分别制备Ni-Al涂层及Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层。通过金相显微镜、SEM、EDS能谱分析、X射线衍射等系统研究涂层的组织形貌、物相组成及元素分布。采用HXD-1000TB维氏硬度仪测定涂层截面显微硬度分布,利用M-2000磨损试验机进行磨损试验,通过WS-G510智能马弗炉对熔覆层及基材进行高温氧化性能测试。结果表明,与Ni-Al涂层相比,Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层的宏观成形质量较好,无裂纹,涂层组织更为均匀致密,其涂层的截面最高硬度约为Ni-Al涂层的2倍,约为基体的4倍;其失重量约为Ni-Al涂层的1/2,约为基体材料的1/12,涂层比增重相较45钢而言比较小。因此,Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层的硬度、耐磨及抗高温氧化性能相较于Ni-Al涂层及基体材料显着提升,该研究对于金属陶瓷材料的整体性能分析具有一定的参考意义。2)研究激光功率、扫描速度对激光熔覆Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层和Ni-Al涂层的温度场分布影响规律,针对单道激光熔覆,利用ANSYS Workbench对该熔覆过程的温度变化进行模拟。通过模拟参数设计、因素极差分析,以稀释率大小作为衡量指标,结合涂层宏观形貌质量分析,得出结论,随着激光功率的增大,涂层最高温度点逐渐增大;随着扫描速度的增加,涂层温度最高点逐渐减小;激光功率为影响温度的主要因素,扫描速度为影响温度的次要因素。当P=1200W、V=6mm.s-1时,获得的Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层宏观形貌质量较好,且此时稀释率较低。3)选取激光熔覆Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层成形质量较好的工艺参数,对该参数下激光熔覆过程的温度场、应力场进行分析。结合试验和数值模拟进一步研究温度和应力对涂层组织及相变的影响机理。结果表明,在激光熔覆快速熔化与冷凝的过程中,熔覆层表面组织较为细化,随着距表面距离的增加组织逐渐粗大化;Ni-Al/Al2O3-13%TiO2相较于Ni-Al涂层内部存在的拉应力较小,这也是Ni-Al涂层易产生裂纹的因素之一。
席芳星月[5]（2021）在《Ti-15-3合金表面氧化物陶瓷涂层制备及其性能》文中提出钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好以及优异的生物相容性等特点,在船舶、航空、化工以及医疗等领域被广泛应用。但是钛合金应用于涉水装备时易发生微动腐蚀,且钛合金在高温环境下抗氧化性很差。因此,研究钛合金抗氧化、抗腐蚀的低成本表面处理技术具有重要的工程应用价值。本课题选用SiO2、Al2O3、MgO、CaO、B2O3为涂层主要成分,水玻璃作为粘结剂,采用料浆法在Ti-15-3钛合金表面制备陶瓷涂层,对涂层物相结构、微观形貌及其耐腐蚀性、耐高温氧化性和力学性能等进行了研究。主要结果如下:以SiO2、Al2O3、MgO、CaO为主要原料,B2O3为助熔剂,水玻璃作为粘结剂,研究了陶瓷骨料的成分配比,以及料浆法制备工艺流程对涂层宏观及微观形貌的影响。结果表明,涂层制备过程中采用喷涂方式在距离钛合金表面200-300 mm处向涂层表面喷涂2-3次,可使涂层厚度保持在30μm左右。喷涂后静置干燥,在750℃进行烧结,得到致密平整、结合良好的陶瓷涂层。对比涂层与试样基体的性能发现,带有涂层的材料在硬度上从399.3HV上升到549.2HV、自腐蚀电流从0.45下降到0.05μA/cm2,同时试样的抗高温氧化性上也有显着的提升。为进一步探讨涂层的耐腐蚀性,分别将涂层试样和基体在质量分数为3.5%的海盐水中浸泡15天、30天、60天,研究浸泡腐蚀前后其微观组织、显微硬度及耐腐蚀性能。研究结果表明,该涂层在浓度为3.5%的海盐水中浸泡腐蚀,腐蚀15天后其表面出现凹坑孔洞;腐蚀30天涂层厚度明显减薄;60天后凹坑增多变大,但涂层与基体仍结合紧密。腐蚀60天后,涂层的断裂韧性从3.75 MPam-1/2降至2.45 MPam-1/2,其显微硬度从549.2 HV下降到428.6 HV,但仍高于钛合金基体的硬度。腐蚀60天后涂层的自腐蚀电流为0.32μA/cm2,极化电阻为342.548 kΩ·cm2,而基体的自腐蚀电流为1.32μA/cm2,极化电阻为18.905 kΩ·cm2,表明该涂层具有长效耐腐蚀性。在上述钛合金涂层中进一步添加10%、20%和30%的Cr2O3,研究其微观组织及耐蚀、抗氧化性,结果表明,随着涂层中Cr2O3加入量的增加,陶瓷涂层中的Cr2O3相数量增加。在Cr2O3添加量为10%和20%时,涂层平整致密,涂层的耐高温氧化性明显提升。但是,添加量超过30%后,涂层表面出现突起,且伴随产生微观裂纹,涂层组织变得疏松,其对基体钛合金的保护能力减弱。进一步研究表明,由于Cr2O3的加入导致涂层内出现较大空洞缺陷,所以添加Cr2O3对于提升陶瓷涂层的耐腐蚀性能没有正向作用。
魏垚[6]（2020）在《MCrAlY类涂层在高温环境中的行为和机理研究》文中进行了进一步梳理镍基高温合金具有具有良好的力学性能、稳定的物理和化学性质。合金中一般掺杂着铬、铁、钼、钴、铝、钛等元素。在650-1000℃高温下有较高的机械强度和抗氧化、抗热腐蚀能力,是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。镍基高温合金主要用于制造航空航天工业飞行用叶片,大功率喷气式发动机,核反应堆,火电,光电等能源转换设备上的高温部件。但是,传统的镍基高温合金难以在高温,富氧,富氯的环境下保持基本的机械强度,因此,开展具有优异抗氧化性和优异耐腐蚀性的涂层研究具有重要意义。本论文采用电弧离子镀技术在GH4169合金表面制备了NiAlSiY涂层,NiCrAlY涂层和NiCrAlSiY涂层,研究了在500℃时NiAlSiY涂层对GH4169合金的恒温氧化和NaCl作用下的腐蚀行为;同时研究了NiCrAlY涂层和NiCrAlSiY涂层在750℃时对GH4169合金的恒温氧化行为。实验结果表明:（1）Ni-21Al-3Si-1Y涂层的抗氧化性和耐腐蚀性均强于Ni-17Al-3Si-1Y涂层和Ni-13Al-3Si-1Y涂层。MCrAlY类涂层的保护机理是高温氧化后在涂层形成稳定致密的氧化层,从而阻隔O2的进一步扩散,保护涂层和基体。和其余氧化物相比,Al2O3具有不易剥落,性能良好,形成速率适中的特点,是比较理想的氧化物。Ni-21Al-3Si-1Y涂层形成的Al2O3层最致密,可以最有效的阻隔O2的扩散,所以Ni-21Al-3Si-1Y涂层的抗氧化性能最佳。（2）NiAlSiY涂层氧化2 h后都可以形成外层为NiO,内层为Al2O3的氧化层,氧化30 h后Ni-13Al-3Si-1Y涂层出现外层为SiO2,中层为NiO,内层为Al2O3的氧化层;Ni-17Al-3Si-1Y涂层出现外层为NiO,内层为Al2O3的氧化层;Ni-21Al-3Si-1Y涂层只有一层致密Al2O3的氧化层。Al含量越高,形成SiO2越困难。发生氧化时,Al和Ni被优先氧化,Si的扩散速率比Al和Ni的扩散速率慢,最后被氧化。选择性氧化导致氧化层分层。氧化30 h之所以出现不同的氧化层分层现象,主要是因为氧化层崩落分解速率和生成速率差导致的,Al含量越低,能够形成Al2O3的原子越少,生成速率越慢,O2就会和Ni,Si发生反应,最终呈现奇特的SiO2在外层的氧化层分布现象。氧化后NiAlSiY涂层中Si和Y分布规律一致,均分布在晶界处;NiCrAlY涂层和NiCrAlSiY涂层氧化后Si和Y分布规律不同,Si均匀分布,Y在晶界处富集,为原子扩散提供快速通道。（3）沉积态的NiAlSiY涂层,NiCrAlY涂层和NiCrAlSiY涂层主要由β-NiAl相组成,氧化后则出现Al2O3相,γ’-Ni3Al相。NiAlSiY涂层还会出现Al相,这是因为制备过程中使用了单独的Al靶,氧化后单质Al消失。β-NiAl转变为γ’-Ni3Al相为氧化层中的Al2O3提供了Al源。其余相因为含量较少或者是非晶态在XRD中难以发现。（4）热腐蚀过程中,NiAlSiY涂层内部会出现孔洞,这些孔洞是由于O2和Cl2的共同作用,最终形成气态AlCl3沿着涂层和氧化层的孔隙逃逸导致的,当Al消耗过多,涂层就会出现崩解坍塌的现象。（5）NiCrAlY涂层和NiCrAlSiY涂层氧化在氧化100 h出现Al2O3氧化层,同时,O2向内沿着晶界扩散,氧化Cr的富集区域,在涂层内部也出现Cr2O3。但在Ni/Al富集的区域没有发现氧化现象。氧化后的涂层晶尺寸变小,越靠近氧化层,晶粒越细小,单位面积晶界增加,更有利于原子的扩散。
张韦袆,曹迪,王宇鑫[7]（2020）在《Ni-P纳米复合镀层的研究现状与展望》文中研究说明Ni-P纳米复合镀层具有优异的机械性能及耐腐蚀性能,在生产生活中得到了广泛地应用.文中介绍了Ni-P镀层的制备方法及结构,阐述了Ni-P纳米复合镀层的形成过程、强化机理及特性,论述了Ni-P纳米复合镀层的研究现状,分析了纳米复合镀研究中所存在的问题,并对Ni-P纳米复合镀层的未来发展进行了展望.
秦真波,吴忠,胡文彬[8]（2019）在《表面工程技术的应用及其研究现状》文中认为表面工程技术是表面涂镀技术、表面扩散渗技术及表面改性技术的总称,可在不改变基体材料整体材质的前提下获得特定的性能。本文结合作者近几年在表面工程领域的探索研究,综述表面工程技术在摩擦磨损、腐蚀防护以及其他功能特性方面的应用及研究进展,主要介绍复合电沉积、化学复合镀、扩散渗、激光表面改性、离子注入、搅拌摩擦加工、喷丸、溶胶-凝胶等技术在材料表面处理领域的应用,并报道了作者在该领域的一些研究成果,最后分析了各技术的研究现状与发展趋势。
金辉[9]（2019）在《超声辅助电沉积Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的制备工艺及其性能研究》文中认为镍钴合金具有良好的化学稳定性及机械性能,作为镀层材料可使金属表面具有各项优异的性能。钴含量低的镍钴合金镀层具有较高的硬度、优异的耐磨性及耐蚀性,常用于工业中的耐磨和耐腐蚀部件;钴含量高的镍钴合金镀层具有优异的高温性能,常用于高温工作环境,如连铸结晶器的内镀层等。铜材耐磨、耐蚀性较差,抗高温氧化能力不足,在铜材表面镀覆镍钴合金可显着提高铜材表面性能,满足不同服役条件要求,显着提高铜材的工作寿命。利用超声辅助复合共沉积技术,将第二相纳米微粒弥散分布在镍钴合金镀层中,可在满足镀层高硬度、高耐磨性及较高韧性要求的同时,降低镀层中钴含量,进一步降低镍钴合金镀层制造成本,提高镀件工作寿命。本文利用超声辅助共沉积技术制备了含纳米Al2O3、纳米CeO2颗粒的镍钴合金镀层,对比研究外加超声场及添加纳米氧化物颗粒对Ni-Co合金镀层力学、抗高温氧化和耐腐蚀性能等的影响,并对Ni-Co-纳米氧化物复合共沉积过程中的电结晶机理进行了研究,以期为铜材表面Ni-Co基合金镀层的延寿技术和进一步推广应用提供理论参考。本文通过优化超声辅助电沉积工艺参数,确定出在铜基体表面制备Ni-Co-Al2O3复合镀层的工艺条件为:镀液温度为60℃,超声功率为240W,电流密度为3A/dm2,纳米Al2O3浓度为10g/L,钴盐含量为3.5g/L,镀液pH值为4.8;确定出制备Ni-Co-CeO2复合镀层的工艺条件为:镀液温度为40℃,超声功率为160W,电流密度为2A/dm2,纳米CeO2浓度为1g/L,钴盐含量为3g/L,镀液pH值为4.8。镀层的微观形貌、相组成观察与分析结果表明,在外加超声场作用下,纳米氧化物颗粒均匀地分散在镀层表面和基质金属中,使复合镀层的表面平整,组织致密,厚度均匀,镀层的晶粒尺寸减小,晶粒得到细化。镀层厚度及结合强度的研究结果表明,在复合电沉积过程中施加超声场,得到的Ni-Co-纳米氧化物复合镀层具有较大的镀层厚度和较强的镀层结合强度。超声空化作用可显着提高镀层中纳米氧化物颗粒的含量,使Ni-Co-纳米氧化物复合镀层获得最佳的力学性能,使镀层具有更高的硬度及弹性模量,且摩擦系数显着降低,具有优异的耐磨性。抗高温氧化性能研究表明,在800℃氧化20h条件下,超声辅助电沉积Ni-Co-纳米氧化物复合镀层具有最小的抛物线速率常数,抗高温氧化性能最好。超声空化作用促使纳米氧化物颗粒弥散分布在镀层中,镀层的位错运动由于纳米氧化物颗粒受到阻碍,晶粒得到细化,在镀层表面形成更加致密的氧化膜,提高了Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的抗高温氧化性能。XRD分析表明,Ni-Co-Al2O3镀层的高温氧化产物为NiO和CoO,Ni-Co-CeO2镀层的高温氧化产物为NiO、CoO、CuO和Cu2O。根据镀层的高温氧化产物及不同温度下Ni-Co-Al2O3、Ni-Co-CeO2镀层抗高温氧化行为的对比分析得出,Ni-Co-Al2O3镀层的抗高温氧化性能要优于Ni-Co-CeO2镀层。电化学腐蚀实验结果表明,采用最优工艺条件制备的Ni-Co-纳米氧化物复合镀层具有较小的自腐蚀电流密度,耐腐蚀性能优良。Ni-Co-纳米氧化物复合镀层分别在10wt.%NaOH、3.5wt.%NaCl和5wt.%H2SO4溶液中进行的静态浸泡腐蚀实验结果表明,静态浸泡240h后,镀层在NaOH和NaCl腐蚀液中均无明显失重,耐蚀性能优良;但是在H2SO4腐蚀液中失重较大,耐蚀性能较差。电沉积过程中的电结晶行为研究表明,在电沉积初期,镀液中添加纳米氧化物颗粒使共沉积起始电位负移,阴极极化效应增大,抑制了Ni-Co电沉积过程的进行;施加超声场后,随着超声功率的增大,共沉积起始电位逐渐正移,阴极极化效应逐渐减弱,促进了Ni2+、Co2+在阴极表面的电沉积。在金属离子形核过程中,对镀液添加纳米氧化物颗粒和施加超声场均使阴极的峰值电流密度增大,金属成核的弛豫时间缩短,金属离子的形核速率提高,促进了金属离子在阴极表面的电结晶形核。在电沉积过程中,镀液中纳米氧化物颗粒的添加和超声波的施加均没有改变Ni-Co电结晶初期的成核方式,Ni-Co及Ni-Co-纳米氧化物镀层的电结晶行为皆符合Scharifker-Hill三维瞬时成核模型。
司晓庆[10]（2019）在《用于固体燃料电池的不锈钢与YSZ陶瓷空气反应连接机理》文中研究说明固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种清洁高效的高温固态电化学能源转换系统,具备成本低、污染小、能量转化率高、燃料多样性以及噪音小等优势。为了获得足够的功率输出,需要将多个单电池互连构建电池堆,其中实现电池片YSZ陶瓷部位与不锈钢连接是构建SOFC电池堆的关键技术。电池堆需要在高温（800°C）双重气氛（氧化和还原）下长期服役,接头在服役过程中将面临化学腐蚀和热应力的挑战,接头组织稳定、气密性良好以及连接强度高是满足电池堆服役需求的重要指标。当前,Ag基钎料是满足电池堆长期服役的最佳选择,尤其适用于移动电源设备。但是,现阶段使用最为广泛的Ag-CuO钎料存在与不锈钢过度反应、与电池堆组件热失配较大和连接温度高等问题。为解决上述Ag基钎料存在的问题,本文通过对不锈钢基体预制保护层、优化钎料体系及纳米Ag低温连接的方法,研究了保护层形成与保护机制、钎料强化机理并实现了接头的高质量连接。采用空气反应铝化法在铁素体不锈钢（Crofer22）表面成功制备了Al2O3保护层,通过优化工艺对保护层的形成和保护机制进行了深入分析,阐明了铝粉熔化-凝固-扩散过程对铝化的控制作用。空气反应铝化过程主要包括Al液相形成与凝固（660-700°C）,富Al层-不锈钢基体固相互扩散（700-1000°C）和Al2O3高温外延生长（1000-1100°C）三个阶段。通过高温（800°C）氧化实验对铝化Crofer22的保护效果进行研究,结果表明1100°C铝化Crofer22获得最佳保护效果,经过2000h高温氧化后质量只增加0.03mg/cm2,Al2O3保护层（2μm）依然致密连续,与不锈钢基体结合牢固。采用Ag-CuO钎料对铝化Crofer22和电池片（连接部位:YSZ陶瓷）进行空气反应钎焊（RAB）,研究了Al2O3保护层在连接以及服役过程对不锈钢基体的保护作用,分析了钎料与母材基体的界面连接机制。Al2O3保护层在连接（1000°C/空气）以及后续的800°C高温氧化（空气）和还原（4%H2-50%H2O-N2）测试中对Crofer22基体构成了有效保护,确保了焊后接头的组织稳定性。钎料在两侧界面形成两种机械互锁,提高了接头结构稳定性。界面透射分析显示,Ag元素可以扩散进入氧化物基体,在YSZ和Al2O3基体的扩散深度分别为10nm和20nm,Ag和CuO均与YSZ和Al2O3实现了原子间结合。通过添加纳米Al2O3（10nm）制备了Ag-CuO-Al2O3复合钎料,对铝化Crofer22和YSZ陶瓷进行RAB连接,探究了纳米尺度增强复合钎料的RAB连接特性,通过调节纳米Al2O3含量及优化连接工艺,研究了界面组织演化和增强相的烧结行为。纳米Al2O3在连接过程中会烧结长大,TEM分析确认焊后接头形成了微米-纳米Al2O3复合强化效果。纳米Al2O3的最佳添加量为8wt.%,1050°C/30min连接工艺可以获得最佳微米-纳米复合强化效果,界面断裂能达到768J/m2。焊后接头800°C/300h高温氧化（空气）和还原（4%H2-50%H2O-N2）实验表明纳米Al2O3具备良好的高温稳定性,在焊后及老化实验后,接头同样保持了极低的气体泄漏率(2.1×10-3-2.7×10-3sccm/cm),界面断裂能未发生明显变化。为最大限度缓解热应力,采用添加负膨胀系数β-锂霞石(LiAlSiO4:-6.2×10-6/K)制备Ag-CuO-LiAlSiO4复合钎料,实现了与铝化Crofer22以及电池片连接位置YSZ电解质的热膨胀系数（CTE）匹配。对复合钎料RAB连接工艺进行研究,确定大装配应力（16N/cm2）可以实现Ag-CuO-（2-6wt.%）LiAlSiO4复合钎料在970°C的无缺陷连接,同时在接头两侧界面形成了机械互锁结构,LiAlSiO4添加量为6wt.%时,获得了高达930J/m2的界面断裂能。通过焊后接头800°C/300h高温氧化（空气）和还原（4%H2-50%H2O-N2）实验研究了复合钎料体系的高温稳定性,结果显示,接头具有良好的组织和结构稳定性,在焊后以及老化实验后,均保持了极低的气体泄漏率(1.2×10-3-1.4×10-3sccm/cm),界面断裂能未发生明显变化。对连接母材进行表面纳米结构化,获得了具有三维Ni/Au纳米片阵列结构的表面,选用小尺寸纳米Ag焊膏（12±5nm）作为连接材料,泡沫Ag作为中间层,对连接工艺进行研究,在300°C实现了铁素体不锈钢（Crofer22）与电池片的低温连接。通过界面组织演化分析,表明三维纳米片阵列结构提高了纳米Ag颗粒与基体的界面烧结效率,以及泡沫Ag中间层提高了钎缝烧结致密度。阐明了接头复合强化机制,Ag基体与三维纳米片阵列,以及泡沫Ag中间层形成了两种机械互锁结构,将接头界面断裂能从124J/m2提高到352J/m2。纳米Ag低温连接接头同样具备良好的高温服役性能,经过800°C/400h高温氧化和还原测试后,接头组织强度都保持了良好的稳定性。
二、Al_2O_3对Ni- P化学镀层抗高温氧化性的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Al_2O_3对Ni- P化学镀层抗高温氧化性的影响（论文提纲范文）
（1）Fe-Ni-Al-O初始氧化物相图及316L不锈钢氧化铝涂层制备研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 阻氢涂层简介 |
| 1.2.1 阻氢涂层应用背景 |
| 1.2.2 阻氢涂层的分类 |
| 1.2.3 阻氢涂层的作用机理 |
| 1.2.4 阻氢容器用材简介 |
| 1.3 阻氢涂层的制备 |
| 1.3.1 阻氢涂层的制备方式 |
| 1.3.2 合金选择性氧化理论 |
| 1.3.3 热浸镀铝简介 |
| 1.3.4 热浸镀铝后的高温扩散及氧化机制 |
| 1.4 氧化相图的理论基础与应用 |
| 1.4.1 相图简介 |
| 1.4.2 相图的计算与测定 |
| 1.4.3 Fe-Ni-Al-O四元系相图的研究现状 |
| 1.5 课题的研究意义和研究内容 |
| 1.5.1 课题的研究意义 |
| 1.5.2 课题的研究内容 |
| 2 实验材料和实验方法 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验仪器 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.4.1 Fe-Ni-Al-O四元系相关系研究 |
| 2.4.2 Fe-Ni-Al合金高温预氧化制备保护涂层 |
| 2.4.3 316L不锈钢热浸镀铝及高温扩散和氧化制备阻氢涂层 |
| 2.5 显微组织观察和分析 |
| 2.5.1 Fe-Ni-Al-O四元合金试样的分析 |
| 2.5.2 高温预氧化后试样表面涂层分析 |
| 2.5.3 热浸镀铝及高温扩散试样分析 |
| 3 Fe-Ni-Al-O四元系相关系研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Fe-Ni-Al-O四元系相平衡计算 |
| 3.3 Fe-Ni-Al-O四元系相平衡实验结果分析 |
| 3.3.1 Corundum相 |
| 3.3.2 Spinel相 |
| 3.4 热力学计算与实验结果的比较 |
| 3.5 不同等温截面的热力学计算 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 Fe-Ni-Al合金选择性氧化涂层的制备研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 退火气氛(氧压)对于Fe-Ni-Al合金选择性氧化的影响 |
| 4.3 退火时间对于Fe-Ni-Al合金选择性氧化的影响 |
| 4.4 Fe-Ni-Al合金在空气中氧化的表面与截面形貌 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 316L不锈钢热浸镀铝及扩散后表面组织研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 316L不锈钢热浸镀铝后的截面形貌 |
| 5.3 不同温度扩散后的截面组织分析 |
| 5.4 高温氧化后的形貌和成分分析 |
| 5.5 316L不锈钢及其热浸镀铝高温扩散的氧化动力学曲线 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 全文总结 |
| 7 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）镍包莫来石粉末制备及涂层性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 热喷涂技术 |
| 1.2.1 热喷涂技术概述 |
| 1.2.2 等离子喷涂技术 |
| 1.2.3 等离子喷涂原理 |
| 1.2.4 等离子喷涂特点 |
| 1.3 热喷涂粉末材料 |
| 1.3.1 金属基材料 |
| 1.3.2 陶瓷材料 |
| 1.4 化学镀 |
| 1.4.1 化学镀与电镀 |
| 1.4.2 化学镀镍原理 |
| 1.4.3 化学镀方法 |
| 1.4.4 化学镀特点 |
| 1.5 镍铬-莫来石金属陶瓷复合涂层的研究 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 试验方法 |
| 2.1 试验技术路线 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.2.1 化学镀镍试剂 |
| 2.2.2 基材材料 |
| 2.2.3 喷涂材料 |
| 2.3 试验设备及工艺 |
| 2.3.1 试验设备 |
| 2.3.2 包覆方法及喷涂工艺 |
| 2.4 试样及性能测试 |
| 2.4.1 试样制备 |
| 2.4.2 微观形貌及物相组成 |
| 2.4.3 涂层硬度测试 |
| 2.4.4 涂层孔隙率测算 |
| 2.4.5 涂层抗热震性能测试 |
| 2.4.6 涂层热障性能测试 |
| 2.4.7 涂层高温摩擦磨损性能测试 |
| 第3章 莫来石粉末表面化学镀镍及微观组织分析 |
| 3.1 化学镀镍 |
| 3.1.1 莫来石粉末预处理 |
| 3.1.2 施镀正交实验的设计 |
| 3.1.3 镍包莫来石粉末 |
| 3.2 包覆粉末微观组织 |
| 3.2.1 镀层微观形貌 |
| 3.2.2 镀层宏观形貌 |
| 3.2.3 包覆粉末物相组成 |
| 3.3 包覆粉末形成机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 镍铬-莫来石涂层微观结构分析 |
| 4.1 涂层形貌及相组成 |
| 4.1.1 涂层表面形貌 |
| 4.1.2 涂层截面形貌 |
| 4.1.3 涂层物相分析 |
| 4.2 涂层孔隙率 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 镍铬-莫来石涂层物理性能分析 |
| 5.1 涂层硬度 |
| 5.2 涂层热障性 |
| 5.2.1 热障涂层 |
| 5.2.2 瞬态平面热源法(TPS) |
| 5.2.3 热导率测试与讨论 |
| 5.3 热震试验 |
| 5.3.1 抗热震性能概述 |
| 5.3.2 试验方法 |
| 5.3.3 结果与分析 |
| 5.4 涂层高温摩擦磨损 |
| 5.4.1 磨损率 |
| 5.4.2 摩擦系数 |
| 5.4.3 磨损形貌 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（3）高性能Fe-Cr-Al合金阳极氧化膜的电化学制备及组织性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电热合金概述 |
| 1.1.1 镍基合金的主要特点 |
| 1.1.2 铁基合金主要特点 |
| 1.2 Fe-Cr-Al电热合金的国内外研究现状 |
| 1.3 Fe-Cr-Al合金氧化膜层的形成 |
| 1.4 Fe-Cr-Al合金表面处理方法 |
| 1.4.1 物理气相沉积(PVD) |
| 1.4.2 化学气相沉积(CVD) |
| 1.4.3 微弧氧化法 |
| 1.4.4 高温预氧化法 |
| 1.4.5 电镀法 |
| 1.4.6 激光熔覆法 |
| 1.4.7 阳极氧化法 |
| 1.5 选题的意义及研究内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 试验材料及仪器设备 |
| 2.1.1 实验材料及药品 |
| 2.1.2 实验仪器及设备 |
| 2.2 阳极氧化膜层的制备 |
| 2.2.1 实验方案设计 |
| 2.2.2 碱性体系中阳极氧化膜的制备 |
| 2.2.3 酸性体系中阳极氧化膜的制备 |
| 2.3 样品的结构、微观表征及性能测试 |
| 2.3.1 表面形貌分析 |
| 2.3.2 X射线光电子能谱分析 |
| 2.3.3 电阻率分析 |
| 2.3.4 电化学性能分析 |
| 2.3.5 力学性能分析 |
| 2.3.6 热疲劳测试 |
| 第3章 氧化时间对碱性体系下Fe-Cr-Al合金阳极氧化膜性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.2.1 电阻率分析 |
| 3.2.2 表面特征分析 |
| 3.2.3 电化学性能分析 |
| 3.2.4 力学性能分析 |
| 3.2.5 热疲劳分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 缓蚀剂Y_2O_3对酸性体系下Fe-Cr-Al合金阳极氧化膜性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 表面特征分析 |
| 4.2.2 电化学性能分析 |
| 4.2.3 力学性能分析 |
| 4.2.4 热疲劳分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 缓蚀剂Al_2(SO_4)_3·18H_2O对酸性体系下Fe-Cr-Al合金阳极氧化膜性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验结果与讨论 |
| 5.2.1 表面特征分析 |
| 5.2.2 电化学性能分析 |
| 5.2.3 力学性能分析 |
| 5.2.4 热疲劳分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（4）激光熔覆Ni-Al/Al2O3-13%TiO2金属陶瓷涂层组织性能研究及数值模拟分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景、意义以及研究现状 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 研究现状 |
| 1.2 激光熔覆模拟进展 |
| 1.3 激光熔覆金属陶瓷目前存在的主要问题 |
| 1.4 本文的研究工作 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 试样材料的选用及涂层制备 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 熔覆材料 |
| 2.1.3 涂层制备 |
| 2.2 熔覆层组织与物相分析 |
| 2.2.1 熔覆层宏观形貌质量分析 |
| 2.2.2 熔覆层微观组织与成分分析 |
| 2.3 熔覆层性能检测 |
| 2.3.1 硬度性能分析 |
| 2.3.2 摩擦磨损性能测试 |
| 2.3.3 耐高温氧化性能测试 |
| 第3章 激光熔覆Ni-Al、Ni-Al/AT13 复相金属陶瓷涂层组织性能研究 |
| 3.1 激光熔覆Ni-Al、Ni-Al/AT13 涂层工艺研究 |
| 3.1.1 激光扫描速度对涂层质量的影响 |
| 3.1.2 激光功率对涂层质量的影响 |
| 3.2 Ni-Al、Ni-Al/AT13 复相金属陶瓷涂层的组织性能研究 |
| 3.2.1 涂层形貌分析 |
| 3.2.2 涂层微观形貌及微区成分分析 |
| 3.2.3 涂层物相分析及元素分布 |
| 3.2.4 涂层硬度分布 |
| 3.2.5 涂层耐磨性分析 |
| 3.2.6 不同加载力下的涂层耐磨性分析 |
| 3.2.7 耐高温氧化性能分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 激光熔覆数值模拟设计及分析 |
| 4.1 数值模型建立 |
| 4.1.1 建立几何模型及划分单元格 |
| 4.1.2 热传递条件的设置 |
| 4.1.3 材料的热物性参数设置 |
| 4.1.4 热源模型的选取 |
| 4.1.5 相变潜热 |
| 4.1.6 移动热源加载 |
| 4.2 温度场分析原理 |
| 4.2.1 温度场概述 |
| 4.2.2 温度场热传导方程 |
| 4.2.3 初始条件和边界条件设置 |
| 4.2.4 加载与求解过程 |
| 4.3 应力场基本分析原理 |
| 4.3.1 残余应力产生的原因 |
| 4.3.2 激光熔覆温度场和应力场的耦合分析 |
| 4.4 有限元数值模拟设计流程图 |
| 4.5 温度场模拟工艺参数设计 |
| 4.5.1 Ni-Al/Al_2O_3-TiO_2 金属陶瓷复合涂层模拟参数设计 |
| 4.5.2 Ni-Al涂层模拟参数设计 |
| 4.5.3 极差分析 |
| 4.6 涂层温度场模拟分析 |
| 4.6.1 激光功率对温度场的影响 |
| 4.6.2 扫描速度对温度场的影响 |
| 4.6.3 某一时刻温度场分布云图 |
| 4.6.4 涂层表面轨迹线上的温度分布 |
| 4.6.5 涂层径向方向上的温度 |
| 4.6.6 熔覆涂层纵向金相组织与温度梯度变化分析 |
| 4.7 涂层残余应力模拟结果分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）Ti-15-3合金表面氧化物陶瓷涂层制备及其性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 钛合金及其性能 |
| 1.1.1 钛及钛合金的分类 |
| 1.1.2 钛及钛合金的应用 |
| 1.1.3 钛合金的局限性 |
| 1.2 陶瓷涂层及其应用 |
| 1.2.1 氧化硅系陶瓷涂层 |
| 1.2.2 氧化铝系陶瓷涂层 |
| 1.2.3 氧化镁系陶瓷涂层 |
| 1.2.4 氧化锆系陶瓷涂层 |
| 1.2.5 氧化钛系陶瓷涂层 |
| 1.2.6 陶瓷涂层的应用 |
| 1.3 陶瓷涂层的制备工艺 |
| 1.3.1 热喷涂法 |
| 1.3.2 溶胶-凝胶法 |
| 1.3.3 气相沉积法 |
| 1.3.4 激光熔覆法 |
| 1.3.5 料浆法 |
| 1.4 涂层性能研究进展 |
| 1.4.1 防腐涂层研究进展 |
| 1.4.2 抗高温氧化涂层研究进展 |
| 1.5 选题意义和研究内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 基体材料 |
| 2.2 陶瓷涂层的制备 |
| 2.2.1 涂层组分的选择 |
| 2.2.2 粘结剂的选择 |
| 2.2.3 制备方法及过程 |
| 2.3 材料分析测试与表征 |
| 2.3.1 组织分析 |
| 2.3.2 物相分析 |
| 2.3.3 热重分析 |
| 2.3.4 氧化增重测试 |
| 2.3.5 显微硬度测试 |
| 2.3.6 耐腐蚀性能测试 |
| 3 钛合金基底氧化物陶瓷涂层的制备工艺 |
| 3.1 氧化物陶瓷涂层设计 |
| 3.1.1 陶瓷粉末比例设计 |
| 3.1.2 料浆比设计 |
| 3.1.3 热重分析 |
| 3.2 陶瓷涂层制备工艺 |
| 3.2.1 涂层涂敷方式 |
| 3.2.2 喷涂距离及厚度 |
| 3.2.3 涂层烧结致密化工艺 |
| 3.3 涂层性能表征 |
| 3.3.1 陶瓷涂层的硬度和断裂韧性 |
| 3.3.2 陶瓷涂层的耐腐蚀性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 陶瓷涂层耐蚀性研究 |
| 4.1 涂层物相分析 |
| 4.2 涂层微观组织及形貌 |
| 4.2.1 SEM结果分析 |
| 4.2.2 涂层腐蚀后的三维形貌 |
| 4.3 硬度和断裂韧性 |
| 4.4 电化学测试 |
| 4.5 结论 |
| 5 添加Cr_2O_3对陶瓷涂层组织及性能影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Cr_2O_3含量对涂层形貌的影响 |
| 5.3 Cr_2O_3含量对涂层耐腐蚀性的影响 |
| 5.4 Cr_2O_3含量对涂层耐高温氧化性的影响 |
| 5.5 结论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）MCrAlY类涂层在高温环境中的行为和机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 高温合金 |
| 1.2 高温防护涂层的发展概述 |
| 1.3 MCrAlY类涂层的各元素作用 |
| 1.3.1 基体元素作用 |
| 1.3.2 保护性元素作用 |
| 1.3.3 活性元素作用 |
| 1.4 MCrAlY涂层的制备 |
| 1.4.1 真空蒸发镀膜技术 |
| 1.4.2 溅射镀膜技术 |
| 1.4.3 电弧离子镀技术 |
| 1.5 高温环境中涂层的氧化 |
| 1.5.1 纯金属的高温氧化 |
| 1.5.2 合金的高温氧化 |
| 1.5.3 氧化动力学 |
| 1.6 课题的研究意义及内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究目的 |
| 1.6.3 研究内容 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 涂层的制备及方案 |
| 2.2.1 涂层的制备 |
| 2.2.2 涂层的氧化实验 |
| 2.3 分析方法及手段 |
| 2.3.1 扫描电镜及能谱分析 |
| 2.3.2 X射线衍射分析 |
| 2.3.3 聚焦离子束技术和透射电子显微镜 |
| 2.3.4 光致发光压电光谱 |
| 2.3.5 结合力测试 |
| 3 不同Al含量对NiAlSiY涂层抗氧化性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结合力实验 |
| 3.3 真空热稳定性测试 |
| 3.4 500℃等温氧化行为 |
| 3.5 氧化机理 |
| 3.6 小结 |
| 4 不同Al含量对NiAlSiY涂层耐腐蚀性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 500℃等温腐蚀行为 |
| 4.3 腐蚀机理 |
| 4.4 小结 |
| 5 NiCrAlY涂层和NiCrAlSiY涂层抗氧化性的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 750℃等温氧化行为 |
| 5.3 氧化机理 |
| 5.4 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（7）Ni-P纳米复合镀层的研究现状与展望（论文提纲范文）
| 1 Ni-P镀层概述 |
| 1.1 Ni-P镀层的制备 |
| 1.2 Ni-P镀层的结构 |
| 2 Ni-P纳米复合镀层 |
| 2.1 Ni-P纳米复合镀层的形成过程 |
| 2.2 Ni-P纳米复合镀层的特性 |
| 2.3 Ni-P纳米复合镀层的强化机制 |
| 2.4 Ni-P纳米复合镀层的研究现状 |
| 2.4.1 高硬度耐磨镀层 |
| 2.4.2 耐腐蚀镀层 |
| 2.4.3 抗高温氧化镀层 |
| 2.4.4 自润滑减摩镀层 |
| 2.4.5 具有催化功能的镀层 |
| 2.5 现有Ni-P纳米复合镀层研究中所存在的问题 |
| 3 未来的发展与展望 |
| 3.1 多层镀层 |
| 3.2 梯度功能镀层 |
| 4 结语 |
（9）超声辅助电沉积Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的制备工艺及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 复合电沉积技术 |
| 1.1.1 复合电沉积机理 |
| 1.1.2 影响复合电沉积的因素 |
| 1.1.3 纳米颗粒在复合镀层中的作用 |
| 1.1.4 金属基纳米颗粒复合镀层的应用 |
| 1.2 超声波在复合电沉积中的应用 |
| 1.2.1 超声波在复合电沉积中的作用 |
| 1.2.2 超声辅助电沉积复合镀层的应用 |
| 1.3 Ni-Co基镀层的研究现状 |
| 1.3.1 Ni-Co基合金镀层 |
| 1.3.2 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层 |
| 1.4 课题提出及研究内容 |
| 第2章 实验内容及测试方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 复合镀层的制备 |
| 2.4 复合共沉积过程的电化学测试 |
| 2.5 镀层结构表征与分析 |
| 2.5.1 镀层表面形貌表征 |
| 2.5.2 镀层相组成分析 |
| 2.6 镀层的性能测试 |
| 2.6.1 镀层硬度测试 |
| 2.6.2 镀层厚度测试 |
| 2.6.3 镀层结合强度测试 |
| 2.6.4 镀层摩擦性能测试 |
| 2.6.5 镀层抗高温氧化性能测试 |
| 2.6.6 镀层耐腐蚀性能测试 |
| 第3章 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的制备工艺及优化 |
| 3.1 Ni-Co-Al_2O_3复合镀层的制备工艺及优化 |
| 3.2 Ni-Co-CeO_2复合镀层的制备工艺及优化 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的微观形貌、相组成及力学性能 |
| 4.1 Ni-Co-Al_2O_3复合镀层 |
| 4.1.1 镀层的微观形貌及相组成 |
| 4.1.2 镀层硬度 |
| 4.1.3 镀层耐磨性能 |
| 4.2 Ni-Co-CeO_2复合镀层 |
| 4.2.1 镀层的微观形貌及相组成 |
| 4.2.2 镀层硬度 |
| 4.2.3 镀层耐磨性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的抗高温氧化性能 |
| 5.1 不同条件制备的Ni-Co基镀层的高温氧化行为 |
| 5.2 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层在不同温度下的高温氧化行为 |
| 5.3 高温氧化后镀层的相组成 |
| 5.4 高温氧化后镀层的表面形貌 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的耐腐蚀性能 |
| 6.1 Ni-Co-Al_2O_3复合镀层的耐腐蚀性能 |
| 6.1.1 电化学腐蚀实验结果与分析 |
| 6.1.2 腐蚀失重实验结果与分析 |
| 6.2 Ni-Co-CeO_2复合镀层的耐腐蚀性能 |
| 6.2.1 电化学腐蚀实验结果与分析 |
| 6.2.2 腐蚀失重实验结果与分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的电结晶机理 |
| 7.1 Ni-Co-Al_2O_3复合镀层的电结晶机理 |
| 7.2 Ni-Co-CeO_2复合镀层的电结晶机理 |
| 7.3 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（10）用于固体燃料电池的不锈钢与YSZ陶瓷空气反应连接机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 固体氧化物燃料电池 |
| 1.2.1 电解质与电极材料 |
| 1.2.2 支撑框及连接体 |
| 1.3 SOFC电池堆封接研究现状 |
| 1.3.1 压缩密封 |
| 1.3.2 玻璃/玻璃-陶瓷连接 |
| 1.3.3 空气反应钎焊连接 |
| 1.4 YSZ陶瓷连接研究现状 |
| 1.5 铁素体不锈钢保护层制备研究现状 |
| 1.5.1 Cr蒸发 |
| 1.5.2 铁素体不锈钢氧化行为 |
| 1.5.3 铁素体不锈钢保护层类型 |
| 1.6 纳米Ag焊膏低温连接研究现状 |
| 1.7 陶瓷与金属接头残余应力调节 |
| 1.7.1 复合钎料的设计 |
| 1.7.2 中间层设计 |
| 1.8 课题主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 母材 |
| 2.1.2 钎料及中间层 |
| 2.1.3 基体保护层 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 连接及高温老化设备 |
| 2.2.2 制备纳米Ag设备 |
| 2.3 试验过程 |
| 2.3.1 保护层的制备 |
| 2.3.2 空气反应钎焊连接 |
| 2.3.3 纳米Ag低温连接 |
| 2.4 微观组织分析和性能表征 |
| 2.4.1 微观组织分析 |
| 2.4.2 钎料熔点及热膨胀系数测试 |
| 2.4.3 接头气密性测试 |
| 2.4.4 接头力学性能测试 |
| 第3章 铁素体不锈钢Crofer22 空气反应铝化及RAB连接性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Crofer22 空气反应铝化 |
| 3.2.1 加热温度的影响 |
| 3.2.2 Al_2O_3 保护层形成机理分析 |
| 3.2.3 Al_2O_3 保护层对不锈钢基体的保护性能 |
| 3.3 铝化Crofer22 RAB连接性研究 |
| 3.3.1 Ag-CuO钎料在YSZ/CGO复合层表面的润湿行为 |
| 3.3.2 RAB连接铝化Crofer22和SOFC电池片 |
| 3.4 铝化Crofer22 焊后接头服役性能研究 |
| 3.4.1 接头在氧化性气氛中的稳定性 |
| 3.4.2 接头在还原性气氛中的稳定性 |
| 3.4.3 高温老化接头边缘组织分析 |
| 3.5 YSZ/Ag-CuO/Al_2O_3 界面连接特征 |
| 3.5.1 Ag-CuO钎料润湿性研究 |
| 3.5.2 YSZ/Ag-CuO/Al_2O_3RAB连接 |
| 3.5.3 YSZ/Ag-CuO/Al_2O_3 连接界面TEM分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 纳米Al_2O_3 增强复合钎料RAB连接SOFC组件及服役性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 YSZ陶瓷RAB连接工艺研究 |
| 4.2.1 典型接头组织分析 |
| 4.2.2 Al_2O_3 纳米颗粒含量对接头组织和性能的影响 |
| 4.2.3 Al_2O_3 纳米颗粒的烧结行为及其强化机理 |
| 4.3 铝化Crofer22 与电池片YSZ陶瓷RAB连接工艺研究 |
| 4.3.1 典型接头组织分析 |
| 4.3.2 高温服役过程对接头组织的影响 |
| 4.3.3 接头气密性能研究 |
| 4.3.4 界面断裂能分析及接头强化机理研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 负膨胀系数LiAlSiO_4增强复合钎料RAB连接SOFC组件及服役性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ag-CuO-LiAlSiO_4 复合钎料热/机械性能分析 |
| 5.3 Ag-CuO-LiAlSiO_4 复合钎料RAB连接工艺研究 |
| 5.3.1 典型接头组织分析 |
| 5.3.2 LiAlSiO_4 含量对接头组织的影响 |
| 5.4 Ag-CuO-LiAlSiO_4 复合钎料焊后接头服役性能研究 |
| 5.4.1 接头组织在氧化性气氛中的稳定性 |
| 5.4.2 接头组织在还原性气氛中的稳定性 |
| 5.5 接头气密性能研究 |
| 5.6 界面断裂能分析与裂纹扩展行为研究 |
| 5.7 接头强化机理研究 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 纳米Ag低温连接SOFC组件及服役性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 SOFC组件表面改性及纳米Ag焊膏性能分析 |
| 6.2.1 SOFC组件表面改性工艺研究 |
| 6.2.2 纳米Ag焊膏性能分析 |
| 6.3 纳米Ag低温连接工艺研究 |
| 6.3.1 连接温度对接头组织的影响 |
| 6.3.2 连接温度对接头力学性能的影响 |
| 6.4 泡沫Ag中间强化纳米Ag连接工艺研究 |
| 6.4.1 连接温度对接头组织和力学性能的影响 |
| 6.4.2 界面连接特性分析 |
| 6.4.3 泡沫Ag中间层与3D纳米片阵列复合强化机理 |
| 6.4.4 接头组织在还原气氛中的稳定性 |
| 6.4.5 接头气密性与界面断裂能分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、Al_2O_3对Ni- P化学镀层抗高温氧化性的影响（论文参考文献）
- [1]Fe-Ni-Al-O初始氧化物相图及316L不锈钢氧化铝涂层制备研究[D]. 梅海峰. 常州大学, 2021(01)
- [2]镍包莫来石粉末制备及涂层性能研究[D]. 陈开旺. 兰州理工大学, 2021(01)
- [3]高性能Fe-Cr-Al合金阳极氧化膜的电化学制备及组织性能的研究[D]. 杨佳霖. 吉林大学, 2020(08)
- [4]激光熔覆Ni-Al/Al2O3-13%TiO2金属陶瓷涂层组织性能研究及数值模拟分析[D]. 赵海洋. 新疆大学, 2020(07)
- [5]Ti-15-3合金表面氧化物陶瓷涂层制备及其性能[D]. 席芳星月. 大连理工大学, 2021(01)
- [6]MCrAlY类涂层在高温环境中的行为和机理研究[D]. 魏垚. 兰州交通大学, 2020
- [7]Ni-P纳米复合镀层的研究现状与展望[J]. 张韦袆,曹迪,王宇鑫. 江苏科技大学学报(自然科学版), 2020(01)
- [8]表面工程技术的应用及其研究现状[J]. 秦真波,吴忠,胡文彬. 中国有色金属学报, 2019(09)
- [9]超声辅助电沉积Ni-Co-纳米氧化物复合镀层的制备工艺及其性能研究[D]. 金辉. 沈阳工业大学, 2019(01)
- [10]用于固体燃料电池的不锈钢与YSZ陶瓷空气反应连接机理[D]. 司晓庆. 哈尔滨工业大学, 2019(01)