一、电弧离子镀沉积Al(Cr)-O-N扩散阻挡层的研究（论文文献综述）
刘书彬[1]（2021）在《改性MCrAlY（M=Ni,NiCo）涂层的制备及性能研究》文中指出本文采用电弧离子镀方法制备了 NiCrAlYSc涂层、NiCoCrAlYHfZr涂层以及梯度NiCoCrAlYHfZr涂层。通过XRD、SEM/EDS、TEM和EPMA等手段研究了几种涂层在高温氧化和热腐蚀条件下的微观结构以及组织演变和退化过程。主要研究结果如下:采用电弧离子镀方法在DD26基体上制备了 Sc含量（wt.%）为0、0.2、0.4和1.0的四种NiCrAlYSc涂层。退火处理后,四种涂层均由γ’/γ相和少量的β-NiAl相组成。900℃恒温氧化时,0.2 wt.%Sc改性涂层氧化增重最小,其表面氧化膜为致密的α-Al203膜,其余三种涂层表面则被针片状氧化物所覆盖。1 1 00℃恒温氧化及循环氧化条件下,0.2 wt.%Sc改性涂层表面氧化膜未发现有明显剥落,其余三种涂层表面均出现不同程度的剥落且能够检测到NiAl204尖晶石相。少量Sc的添加可以增强氧化膜的粘附性,从而提高涂层的抗高温氧化性能。但Sc的添加对涂层抗热腐蚀性能的提升有限,在Na2SO4+K2SO4混合盐中,四种涂层热腐蚀100 h后均进入加速腐蚀阶段,在稳定腐蚀阶段,1.0 wt.%Sc改性涂层表面生成均匀连续的Al2O3膜,表现出较好的抗热腐蚀能力,而在Na2SO4+NaCl混合盐中,0.4 wt.%Sc改性涂层的抗热腐蚀性能较好,涂层内部内氧化和内硫化程度最轻。采用电弧离子镀技术在四代单晶高温合金DD91上制备了 NiCoCrAlYHfZr涂层,并以NiCoCrAlY涂层作为对比。真空退火后,两种涂层均由γ’-Ni3Al相和β-（Ni,Co）Al相以及少量的NiCoCr相组成,β相在涂层内弥散分布。1100℃恒温氧化和1150℃循环氧化结果表明,NiCoCrAlYHfZr涂层表现出更强的保护能力,Hf和Zr的添加改善了涂层表面氧化膜的粘附性,从而增强了涂层的抗高温氧化性能。在高温氧化过程中两种涂层均与基体发生明显互扩散,但NiCoCrAlYHfZr涂层形成的二次反应区厚度以及二次反应区内析出的TCP相的尺寸和数量均明显小于NiCoCrAlY涂层。在900℃下75 wt.%Na2SO4+25 wt.%K2SO4混合盐热腐蚀过程中,两种涂层内部均保持完好,没有遭到内氧化和内硫化的破坏,表现出良好的抗热腐蚀能力。在Na2SO4+NaCl混合盐中,NaCl的存在加剧了两种涂层的腐蚀程度,但NiCoCrAlYHfZr涂层表面形成的氧化膜可以更好地隔绝大部分O和S向涂层内部入侵,从而改善涂层的抗热腐蚀性能。采用电弧离子镀方法在DD91基体上制备了梯度NiCoCrAlYHfZr涂层和梯度NiCoCrAlY涂层,两种涂层的外层主要由β相组成,而内层由γ’相和弥散分布的β相组成。在1100℃恒温氧化时,两种涂层的氧化速率和氧化增重相差不大,但梯度NiCoCrAlY涂层的氧化膜在氧化1000 h后发生较为严重的剥落。在1150℃循环氧化过程中,梯度NiCoCrAlYHfZr涂层表现出更好的氧化膜抗剥落性能。高温氧化时,由于Al的消耗,涂层中的β相逐渐转变为γ’相。梯度涂层与基体之间存在更高的Al浓度梯度,因而互扩散更为严重。在Na2SO4+K2SO4热腐蚀过程中,梯度NiCoCrAlY涂层表面氧化膜明显增厚且氧化膜内包含大量Cr的硫化物,而梯度NiCoCrAlYHfZr涂层表面氧化膜仍为纯净的Al2O3且腐蚀增重较小。两种涂层在Na2SO4+NaCl混合盐中均发生了更为严重的热腐蚀,梯度NiCoCrAlYHfZr涂层内氧化和内硫化程度较轻,腐蚀速度较慢,表现出更好的抗热腐蚀性能。
胡良斌[2]（2021）在《激光微熔调控锆合金表面多弧离子镀Cr涂层安全服役性能机理研究》文中认为核动力水冷反应堆燃料锆合金包壳管是核反应堆安全首道屏障,其安全服役是保证核反应堆安全高效运行的关键。由于金属Cr具有良好的抗氧化腐蚀能力、较低的中子散射截面,以及与锆合金基体有良好地热匹配性能,被用作第一个全尺寸事故容错锆包壳的涂层材料。多弧离子镀技术制备的Cr涂层存在膜基结合力差,表面存在大颗粒、孔洞等缺陷,因而在蠕变、疲劳和受热冲击等工况下容易脱落失效。本论文采用激光微熔-多弧离子镀制备复合新工艺,既能提高涂层结合性能,又能实现微米级涂层厚度精确沉积;同时研究激光微熔调控锆合金表面多弧离子镀Cr涂层安全服役性能的机理,以实现通过能量密度调控膜基界面扩散程度,达到能够提高Cr涂层膜基结合性能、耐腐蚀性能和调节抗高温氧化性能的目的。这些研究对提高锆合金包壳管在事故环境下服役的安全可靠性具有重要的意义。（1）分析了面向安全服役要求的锆合金表面涂层质量评价指标,基于正常运行及瞬态工况下涂层的耐磨损、耐腐蚀,和设计基准事故工况下涂层抗高温蒸汽氧化多因素,对Cr涂层厚度进行了耦合设计,对多弧离子镀制备的Cr涂层表面微观形貌及成分、表面孔隙率、表面粗糙度等涂层制备质量指标进行评价,同时对涂层性能进行测试。（2）针对激光微熔微米级Cr涂层的工艺窗口条件小,建立了面向界面扩散的激光微熔温度场仿真模型,通过温度场正交试验求得多弧离子镀制备的Cr涂层激光吸收率为40%,并对激光微熔工艺参数进行了优化,优化结果如下:光斑直径为0.1 mm,扫描速度为1600mm·min-1时,能量密度为9J/mm2～18J/mm2的范围,能展现出膜基界面微熔扩散全阶段。（3）开展多弧离子镀Cr涂层的激光微熔技术研究。研究了激光微熔对Cr涂层物相组成,微观致密度,粗糙度及显微硬度的影响规律,结果表明:激光微熔促使界面膜基相互扩散并生成Zr Cr2;能量密度为9J/mm2～18J/mm2,随着激光功率的提高,涂层微观致密度及显微硬度均得到改善;轮廓支承长度率Rmr（c）得到增强,表明表面耐磨性改善;但涂层表面粗糙度增大。涂层表面微孔洞面积比从4.6%降至0.3%,微颗粒从7%降至0.4%;显微硬度从302.2HV0.2增至652.7HV0.2,相比提高了116%。（4）研究了能量密度对Zr/Cr膜基界面的调控机理,根据扩散程度不同,将其分成界面微熔扩散、表面微熔致密化、膜基互熔、激光重熔四个阶段。当能量密度为9J/mm2时,由于膜基界面存在Zr-Cr共晶区,其共晶合金最低熔点（1332°C）远低于Cr熔点（1863°C）,因而只在界面发生微熔扩散;随着能量密度增大,界面扩散加剧,同时Cr涂层表层开始产生微熔现象。随着能量密度继续增大,基材与涂层发生互熔,完整的涂层及部分基材形成了Zr/Cr互熔区。当能量密度提高到15.75 J/mm2,高能量有利于Zr与Cr的充分扩散,重熔成稳定的Cr2Zr涂层。（5）研究激光能量密度对Cr涂层的结合性能、高温氧化性能和腐蚀性能的影响规律。结果表明,激光熔凝处理使具有脆性特性及膜基机械结合的多弧离子镀涂层转变为塑性特性和膜基冶金结合,结合性能得到提高;同时耐腐蚀性能得到提高。高温氧化实验结果表明,由于激光微熔扩散生成的Cr2Zr区域对Cr涂层抗高温氧化能力产生了稀释作用,导致激光微熔制备的Cr涂层抗高温氧化性能反而略有降低。研究表明:光斑直径为0.1 mm,扫描速度为1600 mm·min-1,能量密度为11.25 J/mm2的激光微熔处理的Cr涂层表现出较优异的综合服役性能。究其原因,由于在此工艺参数条件下激光微熔涂层界面发生微熔扩散,膜基由机械结合转变为冶金结合,断口形貌由脆性转变为韧性特性,表明结合性能得到改善;涂层表面微熔,局部区域表面致密化,晶粒细化,使得耐腐蚀性能得到提高;涂层仍保留有未扩散的Cr涂层,使其同时具备良好的抗高温氧化性能。
刘林[3]（2021）在《MoSi2基高温抗氧化涂层制备及性能研究》文中提出铌基高温合金基于高熔点、低密度、良好的高温力学性能等优点受到了更广泛的研究。然而铌合金高温抗氧化性能不足成为限制其应用的主要因素。在高温氧化过程中,MoSi2表面氧化形成连续致密并有一定自愈能力的SiO2氧化膜,是超高温合金表面防护的理想材料。因此,在铌合金基体表面沉积MoSi2涂层可以有效阻止基体在高温下被氧化腐蚀。目前MoSi2涂层应用过程中存在几个问题:（1）不同涂层制备工艺制备的MoSi2涂层抗氧化性能差别巨大;（2）MoSi2涂层低温氧化过程中发生“PEST”现象。虽然关于“PEST”现象的研究报道比较早,但目前仍没有形成一个令人信服的氧化机理;（3）MoSi2涂层韧性不足,以及与基体的热膨胀系数不匹配,导致涂层当中存在裂纹;（4）MoSi2在高温条件下使用时,涂层中Si元素快速扩散,导致MoSi2涂层向低硅化物相转变,从而降低涂层的抗氧化能力。针对以上问题,本文采用两步法制备MoSi2涂层和W改性MoSi2涂层:首先采用电弧离子镀技术在铌合金基体表面沉积Mo和MoW层,然后通过包埋法渗Si制备MoSi2和（Mo,W）Si2涂层。对涂层样品分别在500℃、800℃、1000℃、1200℃、1350℃和1500℃进行恒温氧化以及在1500℃进行热震实验。主要得出以下结论:研究了电弧离子镀工艺参数对沉积Mo层组织结构的影响规律,采用电弧电流120A、Ar气压强1.5Pa、直流偏压-50V、脉冲偏压-100V作为电弧离子镀沉积工艺参数,制备的Mo层既有良好的表面形貌,也有较高的沉积速率。MoSi2涂层在500℃和800℃低温氧化过程中,涂层表面不能形成致密SiO2氧化膜,所以不能进行选择性氧化,导致涂层氧化失重。MoSi2涂层在大于1000℃的氧化过程中,能够在涂层表面形成连续致密的SiO2氧化膜,在氧化膜与涂层界面处能发生选择性氧化,氧化膜具备良好的抗氧化能力。恒温氧化过程中,当MoSi2涂层表面形成保护性SiO2保护膜之后,涂层的抗氧化性能将取决于裂纹附近涂层的抗氧化能力与涂层的退化速率。本文通过对比两种不同结构涂层的抗氧化性能,发现在氧化膜与涂层界面处发生不同的选择性氧化反应,当存在扩散阻挡作用因素时,涂层中Si元素扩散较慢,涂层退化速率变慢。MoSi2涂层与基体热膨胀系数不匹配,热应力超过MoSi2涂层强度,会在涂层中产生裂纹。1500℃恒温氧化过程中,Si元素快速向涂层表面扩散氧化形成SiO2,向基体扩散形成低硅化物相,导致MoSi2涂层退化过快,氧化10 h之后涂层表面退化为Mo3Si相,使抗氧化性能降低。MoSi2涂层1500℃热震100次之后,涂层中存在大量裂纹。对比研究了添加不同W含量的（Mo,W）Si2涂层抗氧化性能,和MoSi2涂层抗氧化性能相比主要有以下特点:（Mo,W）Si2涂层500℃恒温氧化过程中,形成结构更稳定的（Mo,W）O3·SiO2氧化膜,氧化产物在柱状晶晶界和裂纹处聚集,导致涂层中产生较大应力,氧通过氧化膜在裂纹尖端产生氧脆,加速裂纹扩展,导致“PEST”灾难性氧化。（Mo,W）Si2涂层1000℃恒温氧化过程中发生涂层退化,退化方向:（Mo,W）Si2→（Mo,W）5Si3→（Mo,W）3Si。（Mo,W）Si2涂层 1200℃恒温氧化时,Si元素优先在晶界处扩散,低硅化物相也优先在晶界处形核和长大。（Mo,W）Si2涂层1500℃恒温氧化16 h,涂层表面退化为（Mo,W）5Si3相,远低于MoSi2涂层的退化速率。氧化之后（Mo,W）Si2涂层中存在大尺寸裂纹,在裂纹处交替进行选择性氧化导致涂层材料损失变薄,降低涂层的抗氧化性能。（Mo,W）Si2涂层1500℃热震100次之后,涂层中产生孔洞,提高了涂层韧性,涂层中的平均裂纹数量远低于MoSi2涂层热震后的平均裂纹数量。
李伟[4]（2021）在《Re改性铝化物涂层的制备和氧化行为研究》文中研究指明目前改性铝化物防护涂层在航空发动机和燃气轮机高温部件上有着广泛应用,但是其在制备和应用过程中仍存在改性元素的含量和分布难以精确控制、涂层氧化膜的过早剥落和表面褶皱等问题,需要开发新的涂层体系和制备方法以满足对改性铝化物涂层的多方位需求。本文采用电镀和电弧离子镀相结合的制备工艺,可精准控制涂层中Re、Pt等改性元素的含量和分布,并制备出三种不同Re含量的改性β-NiAl涂层、一种RePt共改性β-NiAl涂层和两种RePtY共改性β-NiAl涂层,研究了不同活性元素对氧化膜形成和生长的影响机制,分析改性元素对涂层组织结构演变和高温氧化行为的影响及作用机理,澄清多元改性元素协同作用关系。主要研究结果如下:（1）在DD26镍基单晶高温合金基体上,采用电弧离子镀沉积Al和真空热处理相结合工艺制备出Al扩散涂层,涂层由弥散分布了α-W相的β-NiAl外层和互扩散区组成。采用电镀Ni、电弧离子镀沉积Al和真空热处理相结合工艺制备出ORe-NiAl涂层,形成的涂层由β-NiAl外层、弥散分布了 α-W相的β-NiAl中间层和互扩散区组成。采用复合电镀Ni-Re层、电弧离子镀沉积Al和真空热处理相结合工艺制备出Re改性β-NiAl涂层,涂层由弥散分布γ-Re相的β-NiAl外层、弥散分布α-W相的β-NiAl中间层和互扩散区组成。通过控制电镀Ni-Re层中的Re含量制备出三种不同Re含量的改性β-NiAl涂层。1100℃氧化后的结果表明:对于1Re-NiAl涂层,通过在β-NiAl涂层中添加Re后加速了氧化膜中θ-Al2O3向α-Al2O3相转变;lRe-NiAl涂层具有最低的氧化增重和β相的退化速率;但是随着Re含量的增加,10Re-NiAl涂层的抗氧化性能反而会变差;含Re的互扩散区具有阻挡扩散的作用,可缓解涂层和高温合金基体间的Al元素和Nb元素间的互扩散;电镀Ni层,有效避免富W相在涂层外层的形成,使ORe-NiAl涂层比Al扩散涂层展现出更优异的抗氧化性能。（2）通过电镀Pt并退火处理后得到Pt扩散层。在Pt扩散层上采用复合电镀Ni-1Re（wt.%）、电弧离子镀沉积Al和真空退火的结合工艺制备出RePt共改性β-NiAl涂层,即lRe-（Ni,Pt）Al涂层。在Pt扩散层上通过电镀Ni、电弧离子镀沉积Al和真空退火的结合工艺制备出ORe-（Ni,Pt）Al涂层。在Pt扩散层上通过电弧离子镀沉积Al和真空退火的结合工艺制备出PtAl扩散涂层。涂层的氧化结果表明:添加Re对氧化过程中氧化膜的形貌、抗剥落能力以及褶皱行为都有明显改善,1Re-（Ni,Pt）Al涂层显示了最低的氧化速率和β相退化速率;PtAl涂层因表面氧化膜中NiAl2hO4的存在导致其抗氧化性能较差,而ORe-（Ni,Pt）Al涂层由于电镀Ni层的引入避免了 NiAl2O4的形成,因此显着提高了其抗氧化性能。（3）通过电镀不同厚度的Pt层、真空退火、复合电镀Ni-1Re（wt.%）、电弧离子镀沉积AlY和真空退火的工艺制备了 1Pt-NiAlReY和2Pt-NiAlReY两种RePtY共改性β-NiAl涂层。通过复合电镀Ni-lRe（wt.%）、电弧离子镀沉积AlY和真空退火的工艺制备了 OPt-NiAlReY涂层。循环氧化和恒温氧化结果表明,Pt元素可以提高涂层表面氧化膜的结合力,降低涂层的氧化速率,且随着Pt含量的增加作用效果越明显。Pt的添加抑制了 Ti等元素进入氧化膜中,还可以缓解氧化膜中孔洞的形成和长大,因此lPt-NiAlReY涂层和2Pt-NiAlReY涂层具有更好的抗氧化能力。在氧化过程中,Pt、Re和Y三种元素之间协同作用,共同提高了涂层的抗氧化性能。
万健[5]（2020）在《低温反应溅射沉积富铝Al-Cr-O薄膜的结构与性能的研究》文中指出刚玉结构Al-Cr-O薄膜是具有六方紧密堆垛结构的薄膜,与α-Al2O3薄膜性能类似,具有室温和高温硬度高、电绝缘性高、化学稳定性好、氚渗透率低等优越性能,是理想的耐磨、电绝缘、扩散阻挡和防氚渗透涂层材料。刚玉结构Al-Cr-O薄膜性质与α-Al2O3和α-Cr2O3的相对含量密切相关,α-Al2O3的含量增多时,其热稳定性,介电性和绝缘性能均相应提高,低温制备富Al刚玉结构Al-Cr-O薄膜具有广阔的应用前景。本文利用射频反应磁控溅射的方法沉积Al2O3薄膜和Al-Cr-O薄膜,首先探究工艺参数对反应溅射Al靶沉积Al2O3薄膜的相结构和性能的影响规律,继而探究靶材Cr含量和基体偏压对反应溅射AlxCr100-x（x=90,70,50）靶沉积Al-Cr-O薄膜的相结构和性能的影响规律,得到如下结果:当O2分压≥9.09%时才能沉积出符合化学计量比的Al2O3薄膜。在490～540℃反应溅射Al靶沉积的薄膜,主相均为α-Al2O3,并有少量γ-Al2O3,κ-Al2O3和非晶。温度升高,α-Al2O3的含量增加,κ-Al2O3和γ-Al2O3等亚稳相的含量减少,薄膜的硬度和弹性模量逐渐提高。在590℃沉积的Al2O3薄膜的硬度和弹性模量分别为20.3GPa和204.6GPa。在540℃,溅射Al50Cr50靶沉积的薄膜由α-（Al,Cr）2O3固溶体和α-Al2O3组成,溅射Al70Cr30靶沉积的薄膜为单相α-（Al,Cr）2O3固溶体薄膜,Al50Cr50和Al70Cr30靶沉积的薄膜硬度分别为23.2GPa和23.8GPa。溅射Al90Cr10靶沉积的薄膜的主晶相为α-（Al,Cr）2O3固溶体,薄膜中还存在少量κ-Al2O3和刚玉相Cr2O3,薄膜性能较差。提高Al-Cr-O薄膜中Cr的含量有助于提高耐磨性能。温度为540℃时,在0～-100V基体偏压下反应溅射Al70Cr30靶沉积出的Al-Cr-O薄膜为纯刚玉结构,当偏压为0时为单相α-（Al,Cr）2O3固溶体薄膜,随着负偏压的增加,薄膜中出现的α-Al2O3增多,形成了由α-Al2O3和α-（Al,Cr）2O3固溶体组成的薄膜。当负偏压增加到-150V时,薄膜中出现亚稳相κ-Al2O3,薄膜由α-（Al,Cr）2O3固溶体、α-Al2O3和κ-Al2O3组成。对基体施加负偏压有助于提高Al-Cr-O薄膜中的Al含量。反应溅射Al70Cr30靶沉积的符合化学计量比的Al-Cr-O薄膜中,随着负偏压的增加,薄膜中的Al含量增加。偏压为-100V时,薄膜中的Al含量高达79.5at.%,为目前报道的在540℃沉积出的Al含量最高的刚玉结构Al-Cr-O薄膜。负偏压越大,刚玉结构Al-Cr-O薄膜的硬度和弹性模量越大,摩擦系数越小。当负偏压超过-100V时,薄膜中出现κ-Al2O3,硬度和弹性模量降低,摩擦系数升高。在-100V偏压下制备的富Al刚玉结构Al-Cr-O薄膜表现出最好的力学性能和耐磨性能,硬度和弹性模量分别为28.1GPa和245.6GPa,与Si3N4球和GCr15钢球的摩擦系数分别为0.58和0.61。
陈青松[6]（2020）在《锆合金表面事故容错金属涂层的制备及相关性能研究》文中研究说明自2011年日本福岛核电站事故后,锆合金包壳的安全问题成为世界各国关注的焦点。锆合金燃料包壳存在着抗高温水蒸气氧化性能差,锆与高温水蒸气会发生剧烈反应,释放大量氢气和热量,造成严重的放射性物质泄漏。鉴于上述问题,事故容错燃料包壳材料（ATF）的研发是提高轻水堆（LWR）安全性的重要突破口。表面涂层技术由于工艺成熟,且与现有锆合金包壳生产设备和工艺相兼容,拥有较好的经济性和易于实现商业化优点,具备短中期内实现提高锆合金事故容错性能的潜力,已经成为事故容错燃料研究重点内容之一。本论文采用磁控溅射技术在锆合金表面制备Cr、FeCrAl涂层,研究了沉积工艺参数对涂层微观结构及相关性能的影响,并通过高压釜和水蒸气氧化装置,分别研究了涂层正常工况下的耐腐蚀性能和事故条件下的高温氧化性能,以及其相关内在机理。本文研究分为以下两个部分:1.厚Cr涂层的制备工艺及相关性能研究:利用高速磁控溅射技术制备了不同偏压下的厚Cr涂层,厚度约为27μm。该工艺制备的Cr涂层具有均匀致密、基底结合紧密以及具有疏水性特点。通过对比不同偏压下的Cr涂层的微观结构和力学性能,发现随着偏压的增加,Cr涂层（110）晶面成为了择优取向面。偏压为-50 V的Cr涂层具有最低的表面粗糙度和纳米硬度,同时纳米硬度和弹性模量误差分布最小,具有较为均一的微结构分布。通过1000℃空气氧化筛选实验得出,偏压为-50 V的Cr涂层具有良好的抗空气氧化性能。对该工艺下的Cr涂层采取了进一步的高温1200℃水蒸气氧化测试,结果表明偏压为-50 V的Cr涂层展示出优异的抗高温水蒸气氧化性能。分析显示,氧化层在水蒸气氧化初始阶段出现层状剥落,随后形成更致密的Cr2O3层,有效地阻止了氧的扩散。同时,低表面粗糙度有利于避免早期氧化过程中局部应力集中区域的出现,抑制脱粘区的形成,据此提出了Cr涂层的水蒸气氧化模型。此外,正常工况下的腐蚀性能实验（360℃,18.7 MPa,50 d）表明,-50 V的Cr涂层腐蚀后表面致密、无明显孔洞及裂纹,具备优异的耐高温水腐蚀性能。基于上述这些结果,磁控溅射技术制备的厚Cr涂层可作为耐事故燃料候选材料,用于提高Zr-4合金的抗高温水蒸气氧化性能。2.FeCrAl涂层的制备工艺及相关性能研究:利用磁控溅射技术的沉积温度和沉积偏压工艺,制备了不同工艺参数的FeCrAl涂层,并对其进行了微观结构和力学性能分析。所有FeCrAl涂层表面致密且均以体心立方Fe-Cr相结构存在。不同沉积温度下的FeCrAl涂层均具有亲水性表面,沉积温度的升高有利于FeCrAl涂层晶粒生长,且沉积温度为400℃时,FeCrAl涂层具有较低的平均表面硬度和弹性模量,同时分布范围也较窄。沉积偏压的引入导致表面粗糙度增加,但有利于FeCrAl涂层结合性能提升,随着沉积偏压的升高,涂层的择优取向晶面发生改变,同时偏压为-150 V的FeCrAl涂层纳米硬度误差分布最小,具有较为均一的微结构分布。通过1000℃高温水蒸气氧化实验表明,偏压为-150 V的FeCrAl涂层中Al元素向外迁移形成一层致密的氧化膜,有效阻止氧元素向内部的扩散,使涂层表现出优异的耐高温水蒸气氧化性能。但Fe和Cr元素在高温下向基底内部迁移形成扩散层,将导致涂层性能的退化。此外,高温水腐蚀实验（360℃,18.7 MPa,50 d）表明,偏压为-150 V的FeCrAl涂层最外层Al元素易在水腐蚀环境中形成Al O（OH）溶解,从而表面形成大量的Fe2O3颗粒,但下层形成了一层致密的Fe/Cr共混氧化物层,有效的阻止了氧进一步扩散,使涂层具有良好的耐高温腐蚀性能。基于以上实验结果,磁控溅射制备的FeCrAl涂层具有良好的高温氧化与腐蚀性能,涂层性能下降的主要原因是合金元素在高温下的严重扩散迁移和Al元素在水腐蚀环境中的溶解。
贾倩倩[7]（2020）在《热喷涂涂层反应改性机理及其组织、性能的研究》文中提出钛及钛合金具备密度低、比强度高、抗腐蚀性能好等优点,然而当温度超过600℃时,由于氧的渗入所造成的高温氧化会严重影响钛合金的强度,致使合金整体的力学性能下降,如果能在钛合金表面制备一层具有优异的抗高温氧化性能的防护涂层,则可以在显着提高合金抗高温氧化性能的同时,又不降低合金的韧性和塑性。首先,本文采用等离子喷涂结合电弧喷涂的工艺方法,在工业纯钛表面制备出单一纯Al涂层及含Al的双层涂层,并对喷涂态涂层进行炉中加热改性处理,使得纯Al涂层与钛基体之间、含Al的双层涂层之间发生改性反应并原位生成具有一定防护性能的金属间化合物涂层。结果显示,喷涂有纯Al涂层的钛块经炉中加热改性处理后,涂层中Al元素可以直接与基体中Ti元素反应并原位生成TiAl3、TiAl2、TiAl及Ti3Al等金属间化合物,形成保护涂层,当炉中加热处理条件为900℃/5h时,生成的Ti-Al金属间化合物层最厚;喷涂有Al/Ni涂层的钛块经炉中加热改性处理后,Al、Ni涂层间可原位生成NiAl3,Ni2Al3及NiAl金属间化合物,形成保护涂层,当炉中加热处理条件为800℃/15h时,生成的Ni-Al金属间化合物层最厚;除此之外,还在钛表面制备了Al/NiAl、Al/NiCr及Al/NiCu涂层,并通过炉中加热试验,对这些元素之间的相变规律进行了研究。为了对钛表面纯Al涂层及Al/Ni涂层的相变规律进行理论分析,本文还进行了第一性原理计算,得知Ti-Al金属间化合物的有效生成热（EFH）的排序为:TiAl3<TiAl2<TiAl<Ti3Al<0;而Ni-Al金属间化合物的有效生成热（EFH）的排序为:NiAl3<Ni2Al3<NiAl<0。从热力学的角度分析了在这两个体系中,各种化合物优先形成的顺序,这些计算结果与本文试验现象相符合。为了检测炉中加热试验中原位生成的各金属间化合物涂层的抗高温氧化性能,本文对这些改性反应后所得的金属间化合物涂层均进行了高温氧化试验。试验表明,Al/Ti、Al/Ni/Ti、Al/NiAl/Ti、Al/NiCr/Ti及Al/NiCu/Ti试件经炉中加热处理后所得到的金属间化合物涂层,对高温下氧的扩散渗入均有着一定的阻碍作用,但相比之下,NiAl金属间化合物涂层的抗氧化性能要优于TiAl3金属间化合物涂层。在各种改性涂层中,改性Al/NiCr涂层的抗高温氧化效果最佳。最后,本文还采用了激光重熔的方法对钛表面纯Al涂层及Al/Ni涂层进行了改性处理,研究了通过此种方法获得原位生成金属间化合物保护涂层的可能性。结果表明,钛表面纯Al涂层经激光重熔处理后,重熔反应区仅有少量TiAl3相金属间化合物生成,而钛表面Al/Ni涂层经激光重熔处理后,重熔反应区则有较多的呈等轴晶状的Ni2Al3相及少量的呈树枝晶状的NiAl相生成。另外,氧化试验结果显示,经激光重熔改性处理后所得改性Al涂层及改性Al/Ni涂层均具有一定的抗高温氧化能力,但其抗高温氧化效果不如炉中加热改性Al涂层及改性Al/Ni涂层。
刘栋栋[8]（2020）在《TiAl合金表面高温抗氧化涂层设计与界面稳定性研究》文中认为TiAl合金作为一种新型的高温结构材料,具有轻质、高比强、耐高温和抗蠕变等优异性能,被认为是替代Ni基高温合金的理想材料。但是,850℃以上空气环境中TiAl合金表面会生成不具有保护作用的疏松结构氧化产物,高温抗氧化性能急剧下降,限制了其进一步的高温应用。涂层是解决这一问题的有效途径,其中MCr Al Y涂层不仅具有优异的高温抗氧化和抗热腐蚀性能,而且可作为热障涂层的粘结层,缓和陶瓷面层材料与基体之间的性质差异,成为航空发动机热端部件高温防护系统中重要的组成部分。Ti-AlX系涂层由于具有良好的高温抗氧化性能,且与TiAl合金成分相似,热膨胀系数差异小,具有良好的兼容性,成为TiAl合金表面高温抗氧化涂层的研究热点。本文采用等离子体喷涂方法,在TiAl合金表面制备了NiCrAlY涂层和TiAl Cr Y涂层,研究了涂层与基体之间的界面稳定性。取得了如下主要研究结果:1.探究了NiCrAlY涂层作为TiAl合金表面保护涂层的可行性。结果表明,950℃空气环境下涂层显着提高了TiAl合金的高温抗氧化性能;但涂层中Ni元素向基体发生了扩散,导致涂层内部由于元素缺失产生了孔隙并发生了相变,且由于氮效应使界面发生氮化,在基体表面生成了硬脆的扩散层,降低了基体的力学性能。2.以金属Cr和Mo作为TiAl合金基体与NiCrAlY涂层之间的扩散阻挡层,研究了双层涂层体系的界面稳定性。结果表明,950℃空气环境下,金属Cr作为扩散阻挡层时,不能有效抑制涂层中Ni元素向基体的扩散,且Cr元素也向基体发生了扩散;金属Mo作为扩散阻挡层时,能够显着抑制涂层与基体之间的元素互扩散,基体表面无硬脆的扩散层产生,涂层体系稳定。3.针对TiAl合金表面Ti-Al-X系高温抗氧化涂层,首先基于力学性能和高温抗氧化性能对Ti-Al-Cr系合金进行了成分优化,优选出的成分为Ti-55Al-20Cr-0.4Y（at.%）。随后采用等离子体喷涂技术在两种TiAl合金表面制备了TiAl Cr Y涂层,并研究了其高温性能。结果表明,950℃空气环境中TiAl Cr Y涂层具有良好的高温抗氧化性能,对TiAl合金起到了很好的保护作用,且涂层-基体间界面稳定,未发生明显的元素扩散现象,但涂层材料室温脆性明显,原因在于涂层内部形成了脆性的TiAl金属间化合物相。
程奕天[9]（2019）在《低温反应溅射沉积α-Al2O3薄膜的组织与性能研究》文中研究说明α-Al2O3薄膜高温硬度高,摩擦系数低,化学稳定性好,具有优异的介电性能和抗氚渗透性能,在机加工业、微电子和防渗透层领域有着广泛的应用前景。目前在工业生产中制备α-Al2O3薄膜可用化学气相沉积法在1000℃以上的高温下实现,所沉积的薄膜晶粒粗大,界面存在较多孔洞,且脆性较大;过高的沉积温度不仅极大地限制了基体的选择,而且薄膜与基体间的结合力较差,严重影响了α-Al2O3薄膜在实际应用中的性能表现。由于氧化铝的同质多晶特性,简单地降低沉积温度会导致薄膜中亚稳相或非晶相的形成,只有热稳定的α-Al2O3薄膜才能充分发挥其优越的综合性能。因此,实现α-Al2O3薄膜的低温沉积一直是众多学者的研究目标。考虑到反应溅射过程中出现的靶中毒现象,本文均采用沉积过程更为稳定的射频磁控溅射技术制备氧化铝薄膜。550℃时溅射Al和α-Al2O3靶在α-Al2O3片基体上沉积的薄膜均只含α相,证明同质基体能抑制γ相的形成。550℃时在Si（100）基体上反应溅射Al靶沉积的薄膜含有α-Al2O3、γ-Al2O3及非晶相;同样的基体温度下溅射α-Al2O3靶沉积的薄膜仅含有α-Al2O3和非晶相,推测是从α-Al2O3靶溅射出的α-Al2O3簇团形成α晶核所致。在450℃550℃溅射α-Al2O3靶沉积的氧化铝薄膜中均只检测到α-Al2O3,但都含有一定量的非晶相。随着基体温度的升高,非晶相含量减小,α-Al2O3含量增大,薄膜的力学性能提高,电阻率逐渐增大,而介电常数逐渐减小。为探究基体表面预埋α-Al2O3籽晶对氧化铝薄膜形成的影响,先用α-Al2O3粉末与乙醇混合制成不同浓度的悬浊液,再将粉末悬浊液滴在基体上,待乙醇自然蒸发后氧化铝粉末即铺展在基体表面成为α-Al2O3籽晶。随后用反应射频磁控溅射Al靶在500℃600℃的温度范围内沉积氧化铝薄膜。经检测后发现,提高氧化铝粉末悬浊液浓度能增大基体表面α-Al2O3籽晶的分布密度,进而增强其促进α-Al2O3形成及抑制γ相形核的作用,降低单相α-Al2O3薄膜所需的沉积温度。基于溅射α-Al2O3靶及基体表面预埋α-Al2O3籽晶对氧化铝薄膜形成的影响,利用与α-Al2O3具有相同结构的α-Cr2O3来促进低温下α-Al2O3的异质外延生长制备Al-Cr-O薄膜。本文采用Al100-xCrx（x=10,20,30）合金靶在500℃600℃的温度范围内沉积富Al的Al-Cr-O薄膜。随着合金靶材中Cr含量逐渐升高,薄膜中α-Cr2O3含量相应升高,增强了对α-Al2O3形成的促进作用,降低了形成单相α型Al-Cr-O薄膜所需的沉积温度。薄膜的力学性能随着薄膜中α-Cr2O3含量的增加而提高。在550℃时反应溅射Al70Cr30合金靶可得到单相α-（Al,Cr）2O3固溶体薄膜,其纳米硬度可达28.3 GPa,介电常数为8.9。依据溅射α-Al2O3靶产物中含有α相晶核的推测,自制Al/α-Al2O3复合靶（α-Al2O3含量15 wt%）。通过反应射频磁控溅射Al/α-Al2O3复合靶,在450℃550℃的温度范围内沉积氧化铝薄膜。随着基体温度的升高,薄膜中γ相及非晶相的含量逐渐降低,α-Al2O3的含量显着提高,因此薄膜的力学性能得到提高,电阻率随之增大,而其介电常数有一定程度的降低。在550℃时可得到单相的α-Al2O3纳米晶薄膜,其纳米硬度达到23.8 GPa,与烧结氧化铝陶瓷的硬度相近,介电常数为7.6。
周峰[10]（2018）在《高温合金衬管表面沉积涂层的耐腐蚀性能研究》文中认为火炮的发展与进步对身管抗腐蚀性能要求越来越高,因此,本研究将具有优异高温力学性能的镍基单晶高温合金作为火炮衬管,采用电弧离子镀和电火花两技术在高温合金表面制备NiCrAlY涂层,来提高其抗腐蚀性能。此外,针对涂层与基体合金互扩散的问题,在电弧离子镀NiCrAlY涂层与合金基体之间采用基体预氧化的方法制备活性扩散障,阻挡涂层与基体之间元素互扩散。本文主要采用纳米压痕仪、高速往复式摩擦磨损试验机、高温马弗炉对样品进行硬度、弹性模量、摩擦磨损和高温抗氧化性能测试,并利用SEM、TEM、EDS、EPMA、XRD测试手段对样品形貌、成分和相结构进行分析,得到以下结果:两种涂层具有不同的微观组织结构,其中电弧离子镀涂层由α-Cr、β-NiAl和γ-Ni组成,而电火花涂层由β-NiAl和γ-Ni组成。电弧离子镀和电火花涂层硬度较基体合金DD6分别提高了14%和19%,弹性模量分别提高了4%和21%。DD6合金的表面磨损方式为严重的磨料磨损,而电弧离子镀和电火花涂层的表面磨损机制分别为黏着磨损和微切削磨料磨损。电弧离子镀（0.420.52）和电火花涂层（0.270.32）降低了基体合金（0.500.57）的摩擦系数,具有明显的减摩作用。空气中1100℃氧化100小时后,DD6合金表面形成了三层氧化物,从上至下依次为Ni（Co）O,尖晶石和α-Al2O3,两种涂层表面均形成连续致密氧化物层,其中电弧离子镀涂层表面氧化物主要为α-Al2O3,而电火花涂层表面氧化物主要为α-Al2O3、θ-Al2O3。因此,两种涂层均能显着地提高基体合金抗高温氧化性能。采用基体合金中温预氧化的方法在电弧离子镀NiCrAlY涂层与DD6合金基体界面处制备一层Ni（Co）O活性扩散障,活性扩散障在1100℃下通过原位反应形成“类三明治”结构,其不但具有与涂层和基体良好的结合力,还具有优异的阻扩散能力。空气中1100℃氧化220小时后的试验结果表明,预氧化活性扩散障提高电弧离子镀NiCrAlY涂层/DD6镍基单晶高温合金体系的高温抗氧化性能。
二、电弧离子镀沉积Al(Cr)-O-N扩散阻挡层的研究（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、电弧离子镀沉积Al(Cr)-O-N扩散阻挡层的研究（论文提纲范文）
（1）改性MCrAlY（M=Ni,NiCo）涂层的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高温防护涂层的分类及发展 |
| 1.2.1 简单铝化物涂层 |
| 1.2.2 改性铝化物涂层 |
| 1.2.3 MCrAlY包覆涂层 |
| 1.2.4 热障涂层 |
| 1.3 高温防护涂层的制备方法 |
| 1.3.1 铝化物涂层的制备方法及特点 |
| 1.3.2 MCrAlY涂层的制备方法及特点 |
| 1.3.3 热障涂层的制备方法及特点 |
| 1.4 MCrAlY涂层的高温性能 |
| 1.4.1 MCrAlY涂层的高温氧化 |
| 1.4.2 MCrAlY涂层的热腐蚀 |
| 1.5 MCrAlY涂层的改性研究及最新进展 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 涂层制备 |
| 2.3 高温防护性能试验 |
| 2.3.1 恒温氧化实验 |
| 2.3.2 循环氧化实验 |
| 2.3.3 热腐蚀实验 |
| 2.4 组织结构表征 |
| 2.4.1 物相分析 |
| 2.4.2 形貌分析 |
| 2.4.3 元素分析 |
| 第三章 NiCrAlYSc涂层的制备及其高温氧化和热腐蚀行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 NiCrAlYSc涂层的组织结构 |
| 3.3 NiCrAlYSc涂层的高温氧化行为 |
| 3.3.1 氧化动力学 |
| 3.3.2 1100℃循环氧化后涂层结构与氧化膜形貌 |
| 3.3.3 900℃恒温氧化后涂层结构与氧化膜形貌 |
| 3.3.4 1100℃恒温氧化后涂层结构与氧化膜形貌 |
| 3.3.5 Sc对涂层氧化膜粘附性的影响 |
| 3.4 900℃下Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中的热腐蚀行为 |
| 3.4.1 Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中热腐蚀动力学曲线 |
| 3.4.2 腐蚀产物及组织结构分析 |
| 3.5 900℃下Na_2SO_4+NaCl混合盐中的热腐蚀行为 |
| 3.5.1 Na_2SO4+ NaCl混合盐中热腐蚀动力学曲线 |
| 3.5.2 腐蚀产物及组织结构分析 |
| 3.6 分析与讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 NiCoCrAlYHfZr涂层的高温氧化和热腐蚀行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 NiCoCrAlYHfZr涂层的组织结构 |
| 4.3 NiCoCrAlYHfZr涂层的高温氧化行为 |
| 4.3.1 氧化动力学 |
| 4.3.2 1100℃恒温氧化后涂层结构及氧化膜形貌 |
| 4.3.3 1150℃循环氧化后涂层结构及氧化膜形貌 |
| 4.3.4 Hf、Zr共改性对涂层氧化膜粘附性的影响 |
| 4.3.5 涂层与基体的互扩散行为 |
| 4.4 涂层在900℃下Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中的热腐蚀行为 |
| 4.4.1 Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中的热腐蚀动力学曲线 |
| 4.4.2 腐蚀产物及涂层结构分析 |
| 4.5 涂层在900℃下Na_2SO_4+NaCl混合盐中的热腐蚀行为 |
| 4.5.1 Na_2SO_4+NaCl混合盐中热腐蚀动力学曲线 |
| 4.5.2 腐蚀产物及涂层结构分析 |
| 4.6 涂层的高温热腐蚀机制 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 梯度NiCoCrAlYHfZr涂层的高温氧化和热腐蚀行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 涂层的制备及组织结构 |
| 5.3 1100℃恒温氧化行为 |
| 5.3.1 1100℃恒温氧化动力学曲线 |
| 5.3.2 1100℃恒温氧化后的涂层结构及氧化膜形貌 |
| 5.4 1150℃循环氧化行为 |
| 5.4.1 1150℃循环氧化动力学曲线 |
| 5.4.2 1150℃循环氧化后的涂层结构及氧化膜形貌 |
| 5.5 涂层在900℃下Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中的热腐蚀行为 |
| 5.5.1 涂层在900℃下Na_2SO_4+K_2SO_4混合盐中的热腐蚀动力学曲线 |
| 5.5.2 热腐蚀后涂层结构及腐蚀产物分析 |
| 5.6 涂层在900℃下Na_2SO_4+NaCl混合盐中的热腐蚀行为 |
| 5.6.1 涂层在900℃下Na_2SO_4+NaCl混合盐中的热腐蚀动力学曲线 |
| 5.6.2 热腐蚀后涂层结构及腐蚀产物分析 |
| 5.7 分析与讨论 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（2）激光微熔调控锆合金表面多弧离子镀Cr涂层安全服役性能机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 核用锆合金发展与研究现状 |
| 1.2.2 事故容错包壳涂层材料研究现状 |
| 1.2.3 事故容错包壳涂层制备工艺研究现状 |
| 1.2.4 事故容错包壳涂层技术应用现状 |
| 1.3 事故容错包壳涂层材料及其制备工艺分析 |
| 1.3.1 锆合金包壳表面涂层材料筛选分析 |
| 1.3.2 激光微熔-多弧离子镀复合制备工艺可行性分析 |
| 1.4 研究内容和方法 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 论文主要创新点 |
| 1.6 论文课题来源 |
| 第2章 面向安全服役的Cr涂层多弧离子镀制备技术研究 |
| 2.1 面向安全服役的涂层质量评价指标 |
| 2.2 面向安全服役的Cr涂层厚度设计 |
| 2.2.1 面向耐磨性能的Cr涂层磨损深度要求 |
| 2.2.2 基于耐腐蚀性能的Cr涂层氧化层厚度计算 |
| 2.2.3 大破口失水事故工况下Cr涂层高温氧化层厚度计算 |
| 2.2.4 面向中子经济性、兼容性的涂层厚度设计要求 |
| 2.2.5 基于高可靠性多因素耦合的Cr涂层厚度设计 |
| 2.2.6 基于随机概率事件多因素耦合的Cr涂层厚度优化设计 |
| 2.2.7 面向安全服役的Cr涂层厚度设计 |
| 2.3 Cr涂层多弧离子镀制备技术 |
| 2.3.1 实验技术路线 |
| 2.3.2 原材料与预处理 |
| 2.3.3 多弧离子镀制备工艺参数优化 |
| 2.4 Cr涂层质量评价与分析 |
| 2.4.1 表面微观形貌及成分 |
| 2.4.2 涂层厚度及其均匀性 |
| 2.4.3 涂层覆盖率 |
| 2.4.4 表面孔隙率 |
| 2.4.5 表面粗糙度 |
| 2.5 Cr涂层性能测试与分析 |
| 2.5.1 表面显微硬度 |
| 2.5.2 膜基结合强度 |
| 2.5.3 高温淬火性能 |
| 2.6 本章小节 |
| 第3章 面向界面扩散的Cr涂层激光微熔温度场仿真与工艺优化 |
| 3.1 激光熔凝数值模拟研究现状 |
| 3.2 面向界面扩散的激光微熔工艺优化技术路线 |
| 3.3 激光熔凝温度场模型 |
| 3.3.1 几何模型与网格划分 |
| 3.3.2 激光束热源模型 |
| 3.3.3 激光熔凝初始和边界条件 |
| 3.4 锆合金表面Cr涂层激光熔凝温度场仿真分析 |
| 3.4.1 Zr-4/Cr涂层材料热物性参数分析 |
| 3.4.2 多弧离子镀制备的Cr涂层激光吸收率试验研究 |
| 3.4.3 锆合金表面Cr涂层激光熔凝温度场分析 |
| 3.5 面向界面扩散的锆合金表面Cr涂层激光微熔工艺优化 |
| 3.5.1 面向界面扩散的激光微熔工艺优化目标 |
| 3.5.2 面向界面扩散目标的激光微熔温度场分析 |
| 3.5.3 激光微熔热影响区及对基材的影响分析 |
| 3.6 本章小节 |
| 第4章 多弧离子镀Cr涂层激光微熔技术研究 |
| 4.1 激光熔凝试验平台搭建 |
| 4.1.1 激光熔凝数控试验平台搭建 |
| 4.1.2 激光熔凝用真空/气氛保护装置设计 |
| 4.2 锆合金表面Cr涂层激光微熔处理 |
| 4.2.1 激光微熔前真空扩散退火预处理 |
| 4.2.2 Cr涂层激光微熔工艺参数 |
| 4.3 激光微熔对Cr涂层表面质量及性能影响 |
| 4.3.1 表面物相组成及元素分布 |
| 4.3.2 表面形貌及粗糙度 |
| 4.3.3 表面显微组织形貌及微观致密度 |
| 4.3.4 表面显微硬度 |
| 4.4 本章小节 |
| 第5章 激光能量密度对Zr/Cr膜基界面的调控机理 |
| 5.1 激光微熔对Cr涂层界面的影响 |
| 5.1.1 激光微熔对Cr涂层界面形貌及元素扩散的影响 |
| 5.1.2 Cr涂层膜基界面纳米尺度微观结构及成分分析 |
| 5.2 能量密度对Zr/Cr膜基界面组织形貌与元素扩散的影响 |
| 5.2.1 断口截面膜基界面微观形貌分析 |
| 5.2.2 断口截面膜基界面元素分布 |
| 5.3 激光能量密度对元素扩散的影响机理分析 |
| 5.4 本章小节 |
| 第6章 激光能量密度对Cr涂层安全服役性能的调控研究 |
| 6.1 锆合金包壳Cr涂层安全服役性能关键指标 |
| 6.2 激光能量密度对Cr涂层结合性能的影响 |
| 6.2.1 基于断口形貌分析激光微熔对结合性能的影响 |
| 6.2.2 基于划痕形貌分析激光微熔对结合性能的影响 |
| 6.2.3 激光能量密度调控Cr涂层结合性能机理分析 |
| 6.3 激光能量密度对Cr涂层耐腐蚀性能影响 |
| 6.4 激光能量密度对Cr涂层高温氧化性能的调控研究 |
| 6.4.1 激光微熔对锆管Cr涂层高温氧化性能的影响 |
| 6.4.2 激光能量密度对Cr涂层高温氧化性能的调控作用 |
| 6.4.3 高温氧化过程Cr涂层形貌分析 |
| 6.4.4 Cr涂层高温氧化失效机制分析 |
| 6.5 本章小节 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（3）MoSi2基高温抗氧化涂层制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铌及铌合金的基本性质 |
| 1.2.1 铌的物理化学性能 |
| 1.2.2 铌基高温合金 |
| 1.2.3 纯铌的抗氧化性能 |
| 1.2.4 抗氧化铌合金 |
| 1.3 高温防护涂层的基本要求 |
| 1.4 铌合金高温防护涂层体系 |
| 1.5 涂层常用制备方法 |
| 1.6 铌合金硅化物涂层体系 |
| 1.6.1 Nb-Si系涂层 |
| 1.6.2 Si-Cr-Ti(Fe)系涂层 |
| 1.6.3 Mo-Si系硅化物 |
| 1.7 MoSi_2涂层研究现状 |
| 1.7.1 MoSi_2涂层制备方法 |
| 1.7.2 MoSi_2涂层应用问题 |
| 1.7.3 改性MoSi_2涂层 |
| 1.8 本文研究思路和内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 涂层的制备 |
| 2.2.1 电弧离子镀 |
| 2.2.2 包埋渗 |
| 2.3 高温氧化实验 |
| 2.3.1 恒温氧化实验 |
| 2.3.2 热震实验 |
| 2.4 组织结构分析 |
| 第三章 MoSi_2涂层制备 |
| 3.1 电弧离子镀沉积Mo层 |
| 3.1.1 电弧电流对电弧离子镀沉积Mo层的影响 |
| 3.1.2 直流偏压对电弧离子镀沉积Mo层的影响 |
| 3.1.3 脉冲偏压对电弧离子镀沉积Mo层的影响 |
| 3.1.4 Ar气压强对电弧离子镀沉积Mo层的影响 |
| 3.1.5 电弧离子镀沉积Mo层工艺参数 |
| 3.2 包埋法渗Si制备MoSi_2涂层 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 MoSi_2涂层抗氧化性能 |
| 4.1 MoSi_2抗氧化性能概述 |
| 4.2 MoSi_2涂层500℃抗氧化性能 |
| 4.2.1 抗氧化测试结果 |
| 4.2.2 抗氧化机制 |
| 4.3 MoSi_2涂层800℃抗氧化性能 |
| 4.3.1 抗氧化测试结果 |
| 4.3.2 抗氧化机制 |
| 4.4 MoSi_2涂层1000℃抗氧化性能 |
| 4.4.1 抗氧化测试结果 |
| 4.4.2 抗氧化机制 |
| 4.5 MoSi_2涂层1200℃抗氧化性能 |
| 4.5.1 type(a)MoSi_2涂层1200℃抗氧化性能 |
| 4.5.2 type(b)MoSi_2涂层1200℃抗氧化性能 |
| 4.6 MoSi_2涂层1350℃抗氧化性能 |
| 4.7 MoSi_2涂层1500℃抗氧化性能 |
| 4.7.1 恒温抗氧化性能 |
| 4.7.2 热震性能 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 W改性MoSi_2涂层制备及性能研究 |
| 5.1 (Mo,W)Si_2涂层制备 |
| 5.2 (Mo,W)Si_2涂层500℃抗氧化性能 |
| 5.2.1 抗氧化测试结果 |
| 5.2.2 抗氧化机制 |
| 5.3 (Mo,W)Si_2凃层800℃抗氧化性能 |
| 5.3.1 抗氧化测试结果 |
| 5.3.2 抗氧化机制 |
| 5.4 (Mo,W)Si_2涂层1000℃抗氧化性能 |
| 5.4.1 抗氧化测试结果 |
| 5.4.2 抗氧化机制 |
| 5.5 (Mo,W)Si_2涂层1200℃抗氧化性能 |
| 5.6 (Mo,W)Si_2涂层1350℃抗氧化性能 |
| 5.7 (Mo,W)Si_2涂层1500℃抗氧化性能 |
| 5.7.1 恒温抗氧化性能 |
| 5.7.2 热震性能 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）Re改性铝化物涂层的制备和氧化行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高温防护涂层的发展 |
| 1.2.1 简单铝化物涂层 |
| 1.2.2 改性铝化物涂层 |
| 1.2.3 MCrAlY涂层 |
| 1.2.4 热障涂层 |
| 1.3 梯度MCrAlY涂层 |
| 1.4 铝化物涂层及其梯度MCrAlY涂层的制备方法 |
| 1.4.1 铝化物涂层的传统制备方法 |
| 1.4.2 铝化物涂层的先进制备方法 |
| 1.4.3 梯度MCrAlY涂层制备方法 |
| 1.5 Re在高温合金及其防护涂层中的应用 |
| 1.5.1 Re在高温合金中的应用 |
| 1.5.2 Re改性β-NiAl涂层及其合金 |
| 1.5.3 Re改性MCrAlY涂层 |
| 1.5.4 Re基扩散障 |
| 1.6 本文研究目的和研究内容 |
| 1.6.1 研究目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 涂层制备 |
| 2.2.1 电镀Pt工艺 |
| 2.2.2 Ni-Re复合电镀 |
| 2.2.3 电弧离子镀工艺 |
| 2.2.4 Re改性β-NiAl涂层的制备 |
| 2.2.5 RePt共改性β-NiAl涂层的制备 |
| 2.2.6 RePtY共改性β-NiAl涂层的制备 |
| 2.3 涂层高温防护性能实验 |
| 2.3.1 恒温氧化实验 |
| 2.3.2 循环氧化实验 |
| 2.4 涂层的组织结构分析 |
| 2.4.1 物相分析 |
| 2.4.2 形貌及元素分析 |
| 2.4.3 氧化后涂层表面三维形貌及粗糙度分析 |
| 2.5. 显微硬度和弹性模量分析 |
| 第3章 Re改性β-NiAl涂层的组织结构和氧化行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 涂层组织和相结构 |
| 3.3 1100℃循环氧化行为 |
| 3.3.1 涂层的循环氧化动力学曲线 |
| 3.3.2 涂层循环氧化50次后的形貌和氧化产物 |
| 3.3.3 涂层循环氧化200次后的形貌和氧化产物 |
| 3.4 1100℃恒温氧化行为 |
| 3.4.1 涂层的恒温氧化动力学曲线 |
| 3.4.2 涂层的恒温氧化产物及形貌 |
| 3.5 分析与讨论 |
| 3.5.1 涂层形成机制 |
| 3.5.2 涂层的初期氧化 |
| 3.5.3 涂层和基体间的互扩散行为 |
| 3.5.4 涂层的氧化机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 RePt共改性β-NiAl涂层的组织结构和氧化行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 涂层组织和相结构 |
| 4.3 1150℃循环氧化行为 |
| 4.3.1 涂层的循环氧化动力学曲线 |
| 4.3.2 涂层循环氧化5次后的形貌和氧化产物 |
| 4.3.3 涂层循环氧化100次后的形貌和氧化产物 |
| 4.4 1150℃循环氧化行为分析与讨论 |
| 4.4.1 三种涂层的氧化过程 |
| 4.4.2 Ni/Re对氧化膜的剥落作用 |
| 4.4.3 三种涂层中大空洞形成机制 |
| 4.5 1100℃恒温氧化行为 |
| 4.5.1 涂层的恒温氧化动力学曲线 |
| 4.5.2 涂层恒温氧化10h后的形貌和氧化产物 |
| 4.5.3 涂层恒温氧化300h后的形貌和氧化产物 |
| 4.6 1100℃恒温氧化行为分析与讨论 |
| 4.6.1 Re对氧化速率的作用机制 |
| 4.6.2 Re对TGO形貌的作用 |
| 4.6.3 Re对TGO抗剥落和褶皱行为的作用 |
| 4.6.4 PtAl扩散涂层的氧化机制 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 RePtY共改性β-NiAl涂层的组织结构和氧化行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 涂层组织和相结构 |
| 5.3 1150℃循环氧化行为 |
| 5.3.1 涂层的循环氧化动力学曲线 |
| 5.3.2 涂层循环氧化5次后的形貌和氧化产物 |
| 5.3.3 涂层循环氧化90次后的形貌和氧化产物 |
| 5.4 1100℃恒温氧化行为 |
| 5.4.1 涂层的恒温氧化动力学曲线 |
| 5.4.2 涂层恒温氧化30h后的形貌和氧化产物 |
| 5.4.3 涂层恒温氧化200h后的形貌和氧化产物 |
| 5.5 分析与讨论 |
| 5.5.1 Pt对氧化速率和涂层退化的作用 |
| 5.5.2 Pt对涂层表面氧化膜的形貌和剥落影响 |
| 5.5.3 Pt、Re和Y的协同作用机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）低温反应溅射沉积富铝Al-Cr-O薄膜的结构与性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 Al_2O_3的晶体结构及相变 |
| 1.3 刚玉相薄膜的基本性质及其制备的技术问题 |
| 1.3.1 α-Al_2O_3的基本性质 |
| 1.3.2 α-(Al,Cr)_2O_3 的基本性质 |
| 1.3.3 低温制备刚玉相薄膜的技术问题 |
| 1.4 低温制备刚玉相薄膜的研究进展 |
| 1.4.1 传统CVD法制备刚玉相薄膜 |
| 1.4.2 PVD法低温制备刚玉相薄膜的研究进展 |
| 1.5 选题依据和研究内容 |
| 1.5.1 选题依据 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 实验材料、设备和工艺 |
| 2.1 实验流程 |
| 2.2 基体材料和溅射靶材 |
| 2.3 实验设备与工艺 |
| 2.3.1 实验设备 |
| 2.3.2 薄膜沉积工艺 |
| 2.4 分析表征方法 |
| 2.4.1 X射线衍射仪 |
| 2.4.2 X射线光电子能谱仪 |
| 2.4.3 扫描电子显微镜和能谱仪 |
| 2.4.4 纳米压痕仪 |
| 2.4.5 摩擦磨损仪 |
| 第三章 射频反应磁控溅射法制备Al_2O_3薄膜的工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工作气压对Al_2O_3薄膜组织和结构的影响 |
| 3.2.1 工作气压对Al_2O_3薄膜成分和表面形貌的影响 |
| 3.2.2 工作气压对Al_2O_3薄膜沉积速率和截面形貌的影响 |
| 3.2.3 工作气压对Al_2O_3薄膜相组成的影响 |
| 3.3 O_2分压对Al_2O_3薄膜组织和结构的影响 |
| 3.3.1 O_2分压对Al_2O_3薄膜成分和表面形貌的影响 |
| 3.3.2 O_2分压对Al_2O_3薄膜沉积速率和截面形貌的影响 |
| 3.3.3 O_2分压对Al_2O_3薄膜相组成的影响 |
| 3.3.4 O_2分压对Al_2O_3薄膜元素化学状态的影响 |
| 3.4 基体温度对Al_2O_3薄膜组织和结构的影响 |
| 3.4.1 基体温度对Al_2O_3薄膜成分和表面形貌的影响 |
| 3.4.2 基体温度对Al_2O_3薄膜沉积速率和截面形貌的影响 |
| 3.4.3 基体温度对Al_2O_3薄膜相组成的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 射频反应磁控溅射法制备Al-Cr-O薄膜工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Cr含量对Al-Cr-O薄膜组织和结构的影响 |
| 4.2.1 Cr含量对Al-Cr-O薄膜成分和表面形貌的影响 |
| 4.2.2 Cr含量对Al-Cr-O薄膜沉积速率和截面形貌的影响 |
| 4.2.3 Cr含量对Al-Cr-O薄膜相组成的影响 |
| 4.3 基体偏压对Al-Cr-O薄膜组织和结构的影响 |
| 4.3.1 基体偏压对Al-Cr-O薄膜成分和表面形貌的影响 |
| 4.3.2 基体偏压对Al-Cr-O薄膜沉积速率和截面形貌的影响 |
| 4.3.3 基体偏压对Al-Cr-O薄膜相组成的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 射频反应磁控溅射法制备Al_2O_3 薄膜和Al-Cr-O薄膜性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 沉积温度对Al_2O_3薄膜性能的影响 |
| 5.2.1 沉积温度对Al_2O_3薄膜微观形貌的影响 |
| 5.2.2 沉积温度对Al_2O_3薄膜纳米硬度和弹性模量的影响 |
| 5.2.3 沉积温度对Al_2O_3薄膜摩擦磨损性能的影响 |
| 5.3 Cr含量对Al-Cr-O薄膜性能的影响 |
| 5.3.1 Cr含量对Al-Cr-O薄膜相组成的影响 |
| 5.3.2 Cr含量对Al-Cr-O薄膜纳米硬度和弹性模量的影响 |
| 5.3.3 Cr含量对Al-Cr-O薄膜摩擦磨损性能的影响 |
| 5.4 基体偏压对Al-Cr-O薄膜性能的影响 |
| 5.4.1 基体偏压对Al-Cr-O薄膜纳米硬度和弹性模量的影响 |
| 5.4.2 基体偏压对Al-Cr-O薄膜摩擦磨损性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 本文结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）锆合金表面事故容错金属涂层的制备及相关性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 锆合金包壳材料存在的问题 |
| 1.3 锆合金表面涂层研究现状 |
| 1.3.1 陶瓷涂层 |
| 1.3.2 金属涂层 |
| 1.3.3 复合涂层 |
| 1.4 事故容错涂层的制备技术及其特点 |
| 1.5 课题研究意义与主要内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 实验技术路线 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 磁控溅射原理简介 |
| 2.2 实验设备及材料 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.2.2 实验材料 |
| 2.3 涂层样品制备 |
| 2.3.1 锆合金预处理 |
| 2.3.2 涂层制备流程 |
| 2.4 涂层高温氧化及腐蚀 |
| 2.5 分析测试方法及原理 |
| 2.5.1 形貌及成分分析 |
| 2.5.2 结构分析 |
| 2.5.3 纳米硬度测试 |
| 2.5.4 划痕测试 |
| 2.5.5 接触角测试 |
| 第3章 厚Cr涂层的制备及相关性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 涂层制备 |
| 3.2.2 涂层高温氧化及腐蚀实验 |
| 3.2.3 涂层表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 厚Cr涂层微观结构分析 |
| 3.3.2 厚Cr涂层的力学性能 |
| 3.3.3 厚Cr涂层的表面润湿性能 |
| 3.3.4 空气氧化预筛选实验 |
| 3.3.5 高温水蒸气氧化实验 |
| 3.3.6 高温水腐蚀实验 |
| 3.3.7 高温水蒸气氧化机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 FeCrAl涂层的制备及相关性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 涂层制备 |
| 4.2.2 涂层高温氧化及高温腐蚀实验 |
| 4.2.3 涂层表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同沉积温度的FeCrAl涂层微观结构、力学和表面润湿性能 |
| 4.3.2 不同沉积偏压的FeCrAl涂层微观结构、力学和表面润湿性能 |
| 4.3.3 空气氧化预筛选实验 |
| 4.3.4 高温水蒸气氧化实验 |
| 4.3.5 高温水腐蚀实验 |
| 4.3.6 高温水蒸气氧化和高温腐蚀机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（7）热喷涂涂层反应改性机理及其组织、性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 钛及钛合金的应用及特点 |
| 1.2 钛及钛合金表面改性方法研究现状 |
| 1.2.1 气相沉积与离子注入 |
| 1.2.2 热喷涂 |
| 1.2.3 热扩散 |
| 1.2.4 高能束表面改性处理 |
| 1.3 钛及钛合金表面抗氧化涂层 |
| 1.3.1 金属间化合物涂层 |
| 1.3.2 陶瓷涂层 |
| 1.3.3 复合涂层 |
| 1.4 涂层抗氧化实验研究现状 |
| 1.5 原位生成金属间化合物第一性原理计算 |
| 1.6 本课题研究目的、意义与主要内容 |
| 第2章 实验材料、设备与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 试件的制备 |
| 2.4 涂层反应改性方法 |
| 2.4.1 炉中加热改性处理 |
| 2.4.2 激光加热改性处理 |
| 2.5 涂层组织观察与结构分析 |
| 2.6 高温氧化试验 |
| 第3章 钛表面炉中加热改性Al涂层组织变化及反应机理的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试件的制备 |
| 3.3 炉中加热改性处理规范 |
| 3.4 改性Al涂层组织形貌及反应机理分析 |
| 3.4.1 加热温度的影响 |
| 3.4.2 加热时间的影响 |
| 3.5 原位生成Ti-Al金属间化合物第一性原理计算 |
| 3.5.1 计算模型 |
| 3.5.2 计算方法 |
| 3.5.3 计算结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 钛表面炉中加热改性Al/Ni涂层组织变化及反应机理的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Al/Ni对比试样相变规律分析 |
| 4.2.1 试件的制备 |
| 4.2.2 炉中加热改性处理规范 |
| 4.2.3 相变规律分析 |
| 4.3 改性Al/Ni涂层组织形貌及反应机理分析 |
| 4.3.1 试件的制备及炉中加热改性处理规范 |
| 4.3.2 相变规律分析 |
| 4.3.3 加热温度的影响 |
| 4.3.4 加热时间的影响 |
| 4.3.5 扩散反应动力学分析 |
| 4.3.6 Ni涂层与Ni块相变规律的分析 |
| 4.3.7 关于Al层耗尽的分析 |
| 4.4 原位生成Ni-Al金属间化合物第一性原理计算 |
| 4.4.1 计算模型 |
| 4.4.2 计算方法 |
| 4.4.3 计算结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 钛表面炉中加热改性Al/NiAl、Al/NiCr及 Al/NiCu涂层组织变化及反应机理的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 改性Al/NiAl涂层组织形貌及反应机理分析 |
| 5.2.1 试件的制备 |
| 5.2.2 炉中加热改性处理规范 |
| 5.2.3 涂层组织形貌及改性机理分析 |
| 5.3 改性Al/NiCr涂层组织形貌及反应机理分析 |
| 5.3.1 试件的制备 |
| 5.3.2 炉中加热改性处理规范 |
| 5.3.3 涂层组织形貌及改性机理分析 |
| 5.4 改性Al/NiCu涂层组织形貌及反应机理分析 |
| 5.4.1 试件的制备 |
| 5.4.2 炉中加热改性处理规范 |
| 5.4.3 涂层组织形貌及改性机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 钛表面炉中加热改性Al、Al/Ni、Al/NiAl、Al/NiCr及Al/NiCu涂层抗氧化性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 比较试件抗高温氧化性能 |
| 6.2.1 试件的制备及高温氧化试验规范 |
| 6.2.2 抗高温氧化性能 |
| 6.3 改性Al涂层抗高温氧化性能 |
| 6.3.1 试件的制备 |
| 6.3.2 抗高温氧化性能 |
| 6.4 改性Al/Ni涂层抗高温氧化性能 |
| 6.4.1 试件的制备 |
| 6.4.2 抗高温氧化性能 |
| 6.5 改性Al/NiAl涂层抗高温氧化性能 |
| 6.5.1 试件的制备 |
| 6.5.2 抗高温氧化性能 |
| 6.6 改性Al/NiCr涂层抗高温氧化性能 |
| 6.6.1 试件的制备 |
| 6.6.2 抗高温氧化性能 |
| 6.7 改性Al/NiCu涂层抗高温氧化性能 |
| 6.7.1 试件的制备 |
| 6.7.2 抗高温氧化性能 |
| 6.8 抗高温氧化性能比较 |
| 6.9 本章小结 |
| 第7章 钛表面激光重熔处理改性Al涂层、Al/Ni涂层组织变化、反应机理及抗高温氧化性能 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 改性Al涂层组织形貌、反应机理及抗高温氧化性能 |
| 7.2.1 试件的制备及激光重熔处理规范 |
| 7.2.2 涂层组织形貌及改性机理分析 |
| 7.2.3 抗高温氧化性能 |
| 7.3 改性Al/Ni涂层组织形貌、改性机理及抗高温氧化性能 |
| 7.3.1 试件的制备及激光重熔处理规范 |
| 7.3.2 涂层组织形貌及改性机理分析 |
| 7.3.3 抗高温氧化性能 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（8）TiAl合金表面高温抗氧化涂层设计与界面稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 TiAl合金材料 |
| 1.1.1 引言 |
| 1.1.2 TiAl合金材料概述 |
| 1.1.3 TiAl合金的结构 |
| 1.1.4 TiAl合金的氧化行为 |
| 1.1.5 TiAl合金表面高温抗氧化涂层研究现状 |
| 1.2 MCrAlY涂层概述 |
| 1.2.1 MCrAlY涂层基本原理 |
| 1.2.2 TiAl合金表面MCrAlY涂层研究现状 |
| 1.3 Ti-Al-X涂层概述 |
| 1.3.1 Ti-Al-X涂层基本原理 |
| 1.3.2 TiAl合金表面Ti-Al-X涂层研究现状 |
| 1.4 等离子体喷涂概述 |
| 1.5 课题意义与研究内容 |
| 2 TiAl合金表面NiCrAlY涂层研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验内容与方法 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 基体制备 |
| 2.2.3 涂层制备 |
| 2.2.4 样品表征 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 粉体微观结构 |
| 2.3.2 涂层微观结构 |
| 2.3.3 涂层基本性能 |
| 2.3.4 NiCrAlY涂层界面稳定性研究 |
| 2.3.5 分析与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 TiAl合金表面NiCrAlY/X双层涂层研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验内容与方法 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 涂层制备 |
| 3.2.3 样品表征 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 粉体微观结构 |
| 3.3.2 涂层微观结构 |
| 3.3.3 涂层基本性能 |
| 3.3.4 NiCrAlY/Cr涂层界面稳定性研究 |
| 3.3.5 NiCrAlY/Mo涂层界面稳定性研究 |
| 3.3.6 分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 TiAl合金表面Ti-Al-X涂层研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验内容与方法 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 块体制备 |
| 4.2.3 涂层制备 |
| 4.2.4 样品表征 |
| 4.3 Ti-Al-Cr合金研究 |
| 4.3.1 Ti-Al-Cr合金基本性能 |
| 4.3.2 Ti-Al-Cr合金高温抗氧化性能研究 |
| 4.4 TiAlCrY涂层实验结果与讨论 |
| 4.4.1 粉体微观结构 |
| 4.4.2 涂层微观结构 |
| 4.4.3 TiAlCrY涂层研究 |
| 4.4.4 分析与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）低温反应溅射沉积α-Al2O3薄膜的组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氧化铝的同质多晶特性及其相变 |
| 1.3 α-Al_2O_3的结构与性质 |
| 1.4 α-Al_2O_3薄膜制备的研究进展 |
| 1.4.1 化学气相沉积制备α-Al_2O_3薄膜 |
| 1.4.2 物理气相沉积制备α-Al_2O_3薄膜 |
| 1.4.3 刚玉结构籽晶促进低温沉积α-Al_2O_3薄膜 |
| 1.5 选题依据和研究内容 |
| 1.5.1 低温沉积α-Al_2O_3薄膜存在的关键问题 |
| 1.5.2 选题依据 |
| 1.5.3 研究内容 |
| 第二章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.2.1 基体材料 |
| 2.2.2 靶材材料 |
| 2.3 实验设备与原理 |
| 2.3.1 薄膜沉积设备 |
| 2.3.2 薄膜沉积工艺 |
| 2.4 薄膜表征 |
| 2.4.1 薄膜的成分及微结构 |
| 2.4.2 薄膜的形貌 |
| 2.4.3 薄膜的力学性能 |
| 2.4.4 薄膜的介电性能 |
| 第三章 射频磁控溅射Al和 α-Al_2O_3靶制备氧化铝薄膜及其性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Si(100)和α-Al_2O_3基体上射频磁控溅射沉积氧化铝薄膜 |
| 3.2.1 Si(100)和α-Al_2O_3基体上反应射频磁控溅射Al靶沉积氧化铝薄膜 |
| 3.2.2 Si(100)和α-Al_2O_3基体上射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜 |
| 3.2.3 射频磁控溅射Al与 α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜的相结构对比 |
| 3.3 基体温度对射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜的影响 |
| 3.3.1 基体温度对射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜相结构的影响 |
| 3.3.2 基体温度对射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜形貌的影响 |
| 3.3.3 基体温度对射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜力学性能的影响 |
| 3.3.4 基体温度对射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜介电性能的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶射频磁控溅射沉积氧化铝薄膜及其性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶的工艺 |
| 4.3 反应射频磁控溅射Al靶沉积氧化铝薄膜 |
| 4.3.1 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶对氧化铝薄膜相结构的影响 |
| 4.3.2 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶对氧化铝薄膜形貌的影响 |
| 4.3.3 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶沉积氧化铝薄膜的生长机理 |
| 4.3.4 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶对氧化铝薄膜力学性能的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 射频磁控溅射Al-Cr合金靶制备Al-Cr-O薄膜及其性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 反应射频磁控溅射AlCr合金靶沉积Al-Cr-O薄膜 |
| 5.2.1 Al-Cr-O薄膜的相结构 |
| 5.2.2 Al-Cr-O薄膜的形貌 |
| 5.2.3 Al-Cr-O薄膜的力学性能 |
| 5.2.4 Al-Cr-O薄膜的介电性能 |
| 5.3 反应溅射Al-Cr合金靶沉积Al-Cr-O薄膜的生长机理 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 射频磁控溅射Al/α-Al_2O_3复合靶制备氧化铝薄膜及其性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Al/α-Al_2O_3复合靶的制备 |
| 6.3 反应射频磁控溅射Al/α-Al_2O_3复合靶沉积氧化铝薄膜 |
| 6.3.1 氧分压对反应溅射Al/α-Al_2O_3复合靶沉积氧化铝薄膜的影响 |
| 6.3.2 沉积温度对反应溅射Al/α-Al_2O_3复合靶沉积氧化铝薄膜的影响 |
| 6.4 反应溅射Al/α-Al_2O_3复合靶沉积氧化铝薄膜的生长机理 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 论文的主要结论 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 今后的研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）高温合金衬管表面沉积涂层的耐腐蚀性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 身管的烧蚀机理 |
| 1.2.1 化学因素 |
| 1.2.2 热因素 |
| 1.2.3 机械因素 |
| 1.3 身管延寿手段 |
| 1.3.1 身管内膛衬管技术 |
| 1.3.2 激光表面改性技术 |
| 1.3.3 电镀技术 |
| 1.3.4 磁控溅射技术 |
| 1.3.5 电火花沉积技术 |
| 1.3.6 电弧离子镀技术 |
| 1.4 MCrAlY包覆涂层 |
| 1.4.1 MCrAlY包覆涂层简介 |
| 1.4.2 MCrAlY涂层的退化 |
| 1.5 耐腐蚀涂层的两种制备技术 |
| 1.5.1 电弧离子镀技术 |
| 1.5.2 电火花沉积技术 |
| 1.6 本文的研究背景、目的和内容 |
| 1.6.1 本文研究背景 |
| 1.6.2 本文研究目的 |
| 1.6.3 本文研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 基体和涂层材料 |
| 2.2 NiCrAlY涂层的制备 |
| 2.2.1 电火花沉积NiCrAlY涂层 |
| 2.2.2 电弧离子镀沉积NiCrAlY涂层 |
| 2.3 预氧化扩散阻挡层的制备 |
| 2.4 样品检测方法 |
| 2.4.1 扫描电子显微镜 |
| 2.4.2 透射电镜 |
| 2.4.3 X射线能谱分析 |
| 2.4.4 电子探针 |
| 2.4.5 X射线衍射分析 |
| 2.5 抗腐蚀性能检测 |
| 2.5.1 硬度和弹性模量 |
| 2.5.2 摩擦磨损实验 |
| 2.5.3 高温氧化性能 |
| 第3章 两种NiCrAlY涂层的耐腐蚀性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 两种涂层的微观组织结构 |
| 3.2.1 两种涂层的表面形貌 |
| 3.2.2 涂层截面形貌 |
| 3.3 两种涂层的硬度和弹性模量 |
| 3.4 两种涂层的摩擦磨损性能 |
| 3.5 两种涂层的高温氧化性能 |
| 3.6 分析与讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 预氧化扩散障对NiCrAlY/DD6体系互扩散行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 扩散阻挡层概述 |
| 4.3 涂层体系的微观结构 |
| 4.3.1 预氧化扩散障微观组织结构 |
| 4.3.2 NiCrAlY涂层体系截面组织结构 |
| 4.4 两种涂层体系的高温氧化行为 |
| 4.4.1 两种涂层体系1100℃恒温氧化行为 |
| 4.4.2 氧化后涂层体系的结构 |
| 4.4.3 高温环境下涂层与基体的互扩散行为 |
| 4.5 预氧化扩散障的演化机理 |
| 4.6 分析与讨论 |
| 4.6.1 NiCrAlY/DD6涂层体系的互扩散行为 |
| 4.6.2 预氧化扩散障的有效性 |
| 4.6.3 涂层体系的高温氧化 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士研究生期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
四、电弧离子镀沉积Al(Cr)-O-N扩散阻挡层的研究（论文参考文献）
- [1]改性MCrAlY（M=Ni,NiCo）涂层的制备及性能研究[D]. 刘书彬. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]激光微熔调控锆合金表面多弧离子镀Cr涂层安全服役性能机理研究[D]. 胡良斌. 南华大学, 2021(02)
- [3]MoSi2基高温抗氧化涂层制备及性能研究[D]. 刘林. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]Re改性铝化物涂层的制备和氧化行为研究[D]. 李伟. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]低温反应溅射沉积富铝Al-Cr-O薄膜的结构与性能的研究[D]. 万健. 华南理工大学, 2020(02)
- [6]锆合金表面事故容错金属涂层的制备及相关性能研究[D]. 陈青松. 成都理工大学, 2020(04)
- [7]热喷涂涂层反应改性机理及其组织、性能的研究[D]. 贾倩倩. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [8]TiAl合金表面高温抗氧化涂层设计与界面稳定性研究[D]. 刘栋栋. 南京理工大学, 2020(01)
- [9]低温反应溅射沉积α-Al2O3薄膜的组织与性能研究[D]. 程奕天. 华南理工大学, 2019(01)
- [10]高温合金衬管表面沉积涂层的耐腐蚀性能研究[D]. 周峰. 沈阳理工大学, 2018(01)