韩玉君
,
叶福兴
,
陆冠雄
,
刘彻
,
郝杰
稀有金属材料与工程
用超音速氧燃料热喷涂在铁基合金上制备热障涂层粘结层,用大气等离子热喷涂技术制备陶瓷层.研究了高温氧化后其界面化合物和残余应力的演变.结果表明,随着高温氧化的进行,TGO和BC/基体界面均有氧化物生成,但生长形貌和趋势并不一致.TGO由Al2O3层与尖晶石层组成;BC/基体界面氧化物为单一Al2O3,且存在层状和块状两种形貌.合金的热化学动力学引起元素Co和Ni向基底扩散比较严重,Al元素扩散止于界面氧化物层,基本不向铸铁基底扩散,Fe元素会向粘结层方向扩散.TGO残余应力的演化分为0～15 h和15～100 h 2个阶段,且残余应力与TGO的凹凸生长形貌及其物相组成密切相关;而BC/基体界面单一氧化物的残余应力基本稳定,不受其生长形貌影响.
关键词:
超音速氧燃料热喷涂
,
热障涂层
,
高温氧化
,
尖晶石
,
残余应力
韩玉君
,
董允
,
王志平
,
丁坤英
,
林晓娉
,
任志敏
稀有金属材料与工程
用HVOF(CoNiCrAlY)+ SFPB+APS(8YSZ)制备热障涂层,经1000 ℃高温氧化2, 26, 310 h后,用EDS和拉曼荧光光谱对涂层进行分析.高温氧化2 h,首先生成的是γ-Al2O3,此后,γ-Al2O3向α-Al2O3转化.拉曼荧光光谱检测和理论计算表明,高温氧化过程中,TGO中的微观热生长残余应力先增加后降低,310 h高温氧化后微观热生长残余应力比26 h高温氧化后的低0.476 GPa.SFPB技术使粘结层表层区域产生扩散"通道",高温氧化的瞬态阶段,大量比Al3+半径大的其它离子通过此扩散"通道",抑制了γ→θ→α的相变.最终形成了以α-Al2O3为主相的TGO抗高温氧化层.
关键词:
热障涂层
,
拉曼荧光光谱
,
微观热生长残余应力
,
扩散通道
韩玉君
,
叶福兴
,
王志平
,
丁坤英
材料保护
热障涂层技术广泛用于航空涡轮发动机等尖端领域,相关的研究涉及新型热障涂层材料的开发、粘结层成分和表面结构的优化、高温氧化后热生长氧化物(TGO)或TGO/粘结层(BC)界面处残余应力水平的检测、新型涂层制备工艺的开发等诸多方面.主要阐述了时7-8YSZ热障涂层材料的改良、烧绿石结构材料的开发、超音速微粒轰击粘结层表面细晶处理等方面取得的研究进展,展望了热障涂层材料较有潜力的研究方向.
关键词:
热障涂层
,
粘结层
,
7-8YSZ
,
烧绿石
,
高温氧化
韩玉君
,
叶福兴
,
董允
,
王志平
,
丁坤英
,
林晓娉
腐蚀科学与防护技术
采用超音速微粒轰击(SFPB)技术细化处理高速氧燃料喷涂法(HVOF)喷涂的粘结层, 结果表明粘结层主要由γ'-Ni3Al相和γ-Ni相组成. 高温氧化2 h,粘结层表面首先生成亚稳态的γ-Al2O3和稳态的 α-Al2O3,且在Al2O3之间有少量NiO、Co3O4和尖晶石. 亚稳γ-Al2O3和尖晶石倾向于借助β-(Ni,Co)Al相或γ'-Ni3Al相晶体表面形核长大; 稳定的α-Al2O3倾向于借助γ-Ni相晶体表面形核长大. 较长时间的高温氧化后,形成了以α-Al2O3为主相的热生长氧化物层(TGO), 对热障涂层系统的高温腐蚀具有良好的防护作用.
关键词:
超音速微粒轰击技术
,
bond coat
,
isothermal oxidation
,
metastable
,
spinel
,
thermal barrier coating
郝利军
,
陆冠雄
,
刘彻
,
韩玉君
,
叶福兴
稀有金属
分别采用超音速火焰喷涂(HOVF)和等离子喷涂(APS)在QT500球墨铸铁基体上制备CoNiCrAlY粘结层(BC)和8YSZ陶瓷隔热层(TC),研究了试样在1050℃高温环境中经过2.5、8、15、50、l00 h恒温氧化后体系的应力情况.利用扫描电子显微镜(SEM)对热生长氧化物(TGO)的微观形貌进行观察与分析,并用拉曼荧光光谱仪(RFS)分析了其应力的分布及变化规律,并通过力学模型进行了残余应力的数值计算.结果表明:由陶瓷层与粘结层之间的热失配而导致TGO中产生残余压应力,其最大值范围为1.9557～1.9603 GPa;残余压应力在高温氧化初始阶段逐渐减小,至15 h达到最小值,随之逐渐增大后趋于稳定;在恒温阶段,θ-Al2O3转变为α-Al2O3所引起的体积收缩是TGO中残余应力减小并趋于稳定的直接原因.
关键词:
热障涂层
,
拉曼荧光光谱
,
残余应力
,
应力分析模型
韩玉君
,
董小强
,
董允
,
曹晓明
材料导报
采用新的制备工艺与合成方法对La-Mg-Ni型储氢合金进行性能优化是国内外储氢合金领域研究的热点之一,综合评述了La-Mg-Ni型储氢合金新的制备方法及近期的研究状况,详细阐述了各种新工艺制备的合金的微观组成、微观结构以及合金电极的电化学性能.新型制备工艺的尝试以及与基础学科研究的结合是La-Mg-Ni型储氢合金的热点研究方向.
关键词:
La-Mg-Ni型储氢合金
,
制备方法
,
显微结构
,
电化学性能
韩玉君
,
叶福兴
,
董允
,
王志平
,
丁坤英
,
林晓娉
腐蚀科学与防护技术
采用超音速微粒轰击(SFPB)技术细化处理高速氧燃料喷涂法(HVOF)喷涂的粘结层,结果表明粘结层主要由γ'-Ni3Al相和γ-Ni相组成.高温氧化2 h,粘结层表面首先生成亚稳态的γ-Al2O3和稳态的α-Al2O3,且在Al2O3之间有少量NiO、Co3O4和尖晶石.亚稳γ-Al2O3和尖晶石倾向于借助β-(Ni,Co)Al相或r'-Ni3Al相晶体表面形核长大;稳定的α-Al2O3倾向于借助γ-Ni相晶体表面形核长大.较长时间的高温氧化后,形成了以α-Al2O3为主相的热生长氧化物层(TGO),对热障涂层系统的高温腐蚀具有良好的防护作用.
关键词:
超音速微粒轰击技术
,
粘结层
,
高温氧化
,
亚稳态
,
尖晶石
,
热障涂层
韩玉君
,
叶福兴
,
李晓泉
材料热处理学报
分别用超音速氧燃料工艺和大气等离子工艺在球墨铸铁QT-500上制备热障涂层的粘结层与陶瓷层.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和Cr3+荧光光谱表征热障涂层随着高温氧化服役进行界面化合物演变规律.研究表明,热障涂层的粘结层/陶瓷层界面上层(CS层)由(Co,Ni)(Co,Al)2O4和Co3O4组成,其下层为Al2O3;用面积法分析了CS层和Al2O3层厚度的变化规律;粘结层/基底合金界面的热生长氧化物为层状和块状交替分布的形貌,其成分主要为Al2O3.1050℃+15 h高温氧化后,粘结层/陶瓷层界面残余压应力随θ-Al2O3→α-Al2O3相转变完全达最低值,然后其残余压应力略有升高,这与大量生长的Co3O4和尖晶石类氧化物有关.
关键词:
超音速氧燃料工艺
,
热障涂层
,
Cr3+荧光光谱
,
CS层
,
高温氧化
