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金屬/微晶玻璃復(fù)合涂層析晶行為對(duì)涂層抗高溫氧化性能的影響

2022-12-07 11:07姜宗好史曉昭楊雪婷王志輝
材料保護(hù) 2022年11期
關(guān)鍵詞:微晶基體形貌

姜宗好,古 一,史曉昭,楊雪婷,王志輝,祁 杰

(1. 中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,湖南 長沙 410083; 2.湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院,湖南 長沙 410208;3. 南陽市生態(tài)環(huán)境局社旗分局,河南 南陽 473399)

0 前 言

目前隨著航空航天領(lǐng)域的迅速發(fā)展,火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等核心部件的工作環(huán)境愈加嚴(yán)苛,特別是對(duì)抗氧化性能要求越來越高。由于高溫氧化導(dǎo)致的高溫合金材料性能惡化和失效問題已經(jīng)嚴(yán)重影響了核心部件的壽命[1,2],因此,為了提高核心部件的抗高溫氧化性能,熱零件上廣泛采用防護(hù)涂層。較為常見的防護(hù)涂層有金屬涂層、陶瓷涂層、玻璃涂層和復(fù)合涂層等,其中微晶玻璃復(fù)合涂層以其優(yōu)異的熱物理性能備受關(guān)注[3-5]。微晶玻璃又叫玻璃陶瓷,它是將特定組成的基礎(chǔ)玻璃在一定溫度下控制晶化過程而制得的一類含有大量致密微晶相和玻璃相的多相固體材料[6-9]。微晶玻璃與陶瓷和玻璃既有共性也有不同。其與陶瓷的不同之處在于[6, 8]:前者的微晶相是在單一均勻玻璃相中已產(chǎn)生相分離的區(qū)域,通過成核、晶體生長過程生成的;后者的晶相主要是通過固相反應(yīng)生成的,還有一部分是在制備陶瓷時(shí)通過組分直接引入的。其與玻璃的不同之處在于[8]:前者是玻璃相和微晶體組成的復(fù)相材料;而后者則是非晶態(tài)或無定形體。所以,微晶玻璃也兼具了玻璃的基本性能和陶瓷的多晶特性,成為一類獨(dú)特的具有很高的硬度、機(jī)械強(qiáng)度、良好的抗熱沖擊性能及顯著的耐腐蝕性能的新型材料,作為涂層材料使用時(shí)具有低溫?zé)Y(jié)高溫使用及熱膨脹系數(shù)可調(diào)的特性[7,8, 10]。Das等[11,12]、周宏明[13]采用等離子噴涂方法在高溫鎳合金基體上制備了SiO2- BaO - CaO - MgO - ZnO微晶玻璃/YSZ熱障涂層,并對(duì)其室溫~1 000 ℃的抗熱震性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明其熱循環(huán)次數(shù)達(dá)100次以上,具有良好的抗熱震性能。Shen等[14]采用等離子噴涂在K38G高溫鎳合金基體上制備了SiO2- Al2O3- ZrO2- CaO - ZnO 微晶玻璃抗氧化涂層,并對(duì)其進(jìn)行氧化增重試驗(yàn),結(jié)果表明該涂層在1 000 ℃氧化120 h后增重僅為0.2 mg/cm2左右,而且在熱循環(huán)過程中涂層未出現(xiàn)開裂、剝落等問題,說明其具有良好的抗氧化和抗熱震性能。

金屬/微晶玻璃涂層(圖1)是本課題自行設(shè)計(jì)的金屬和微晶玻璃的復(fù)合涂層[15],兼具了二者的優(yōu)越性能;而微晶玻璃又兼具玻璃和陶瓷的雙重性能,也就是說,金屬/微晶玻璃涂層是一種綜合了金屬、玻璃和陶瓷涂層優(yōu)勢(shì)的復(fù)合涂層。

圖1 理想金屬/微晶玻璃復(fù)合涂層示意圖

微晶玻璃的析晶能力取決于晶核形成速率和晶體生長速率[8, 16],對(duì)形核速率和晶體生長速率影響較大的因素有形核劑、析晶工藝等[17]。由于不同體系玻璃的析晶能力各不相同,所以在制備微晶玻璃時(shí)常存在玻璃析晶不足的現(xiàn)象。為彌補(bǔ)該缺陷,使析晶率可以達(dá)到最大化,通常會(huì)在玻璃中加入一定比例的形核劑,如TiO2和ZrO2[18-22]。Mukhergee等[23]研究了形核劑TiO2含量對(duì)SiO2- Al2O3- CaO系玻璃的晶化行為的影響,發(fā)現(xiàn)隨著TiO2含量的增加,SiO2- Al2O3- CaO系玻璃的活化能和結(jié)晶峰值溫度逐漸增加,同時(shí),玻璃體系顯示出了更高的晶化體積分?jǐn)?shù)。Chen等[24]、Cheng等[25]利用ZrO2作為形核劑,提高了微晶玻璃的力學(xué)性能特別是斷裂韌性和耐磨性。

針對(duì)目前火箭發(fā)動(dòng)機(jī)所用某高溫鎳合金零部件所承受的高溫富氧環(huán)境,本工作擬利用微晶玻璃良好的耐熱和抗氧化性能,并且在微晶玻璃中添加金屬Ni粉以提升涂層的韌性及與基體金屬的浸潤性,在高溫合金表面制備出一種耐高溫抗氧化的金屬/微晶玻璃復(fù)合涂層,主要研究基礎(chǔ)玻璃和復(fù)合涂層的晶化行為及其對(duì)涂層抗高溫氧化性能的影響。

1 試 驗(yàn)

1.1 樣品制備

采用基底材料為GH4586高溫鎳基合金,其主要成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)如下:Cr 18.09, Mo 5.11, Fe 3.68, Si 0.95, Al 1.61, Ti 3.30, C 0.05, Ni 余量。

以B2O3- Al2O3- BaO - CeO2為基礎(chǔ)玻璃體系制備金屬/微晶玻璃復(fù)合涂層,為了得到析晶效果較好的形核劑,分別采用單一形核劑TiO2、ZrO2以及復(fù)合形核劑TiO2+ZrO2(質(zhì)量比1∶1)對(duì)基礎(chǔ)玻璃的析晶行為進(jìn)行探究,其成分配比及樣品編號(hào)如表1所示。

表1 基礎(chǔ)玻璃成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) %

根據(jù)表1所列玻璃成分配比,準(zhǔn)確稱取各配方相應(yīng)的原料,按 200 g玻璃配制混合料。將混合料充分研磨混勻,置于250 mL石英坩鍋中,在高溫箱式爐中以4 ℃/min升到1 350 ℃,保溫2 h后快速水淬得到3種含不同形核劑的基礎(chǔ)玻璃樣品。將3種基礎(chǔ)玻璃粉末進(jìn)行差熱分析(DSC)測(cè)試,根據(jù)測(cè)試的結(jié)果,將制得的玻璃按照不同的熱處理制度在電阻爐中進(jìn)行析晶處理,升溫速率為2 ℃/min,熱處理過程結(jié)束后隨爐冷卻到室溫。

將加入形核劑的基礎(chǔ)玻璃粉與粒度2 μm左右的金屬鎳粉按質(zhì)量比53∶47混合制備水性涂層漿料,采用流涂法在GH4586合金上涂覆并控制涂層厚度,經(jīng)1 050 ℃氬氣保護(hù)下燒結(jié)0.5 h后制得含金屬鎳/微晶玻璃(Ni/BABC)復(fù)合涂層樣品。隨后根據(jù)基礎(chǔ)玻璃的晶化工藝,將涂層樣品進(jìn)行真空熱處理,獲得相對(duì)應(yīng)析晶率的涂層樣品。

1.2 測(cè)試分析

采用STA449C同步熱分析儀,以Al2O3為參比物,升溫速率為10 ℃/min,對(duì)3種不同形核劑的基礎(chǔ)玻璃粉末進(jìn)行DSC測(cè)試。

使用Rigaku - 2550型X射線衍射儀(XRD)對(duì)基礎(chǔ)玻璃粉末進(jìn)行物相檢測(cè),并利用Jade6.0軟件對(duì)XRD圖譜進(jìn)行物相分析。

采用X射線衍射分峰擬合法測(cè)定微晶玻璃的結(jié)晶度。利用Jade 6.0軟件對(duì)微晶玻璃XRD譜圖進(jìn)行分峰擬合,再用Jade 6.0分峰程序計(jì)算微晶玻璃析晶率。

金屬微晶玻璃復(fù)合涂層樣品的抗氧化性能采用涂層在高溫下的氧化增重來表征。將經(jīng)不同時(shí)間熱處理的涂層試樣及無涂層的裸基體試樣同時(shí)置于900 ℃的電阻加熱爐中,空氣氣氛保溫30 h,每隔一段時(shí)間取出試樣冷卻至室溫,用精度為0.000 1 g的高精度電子天平測(cè)量試樣的質(zhì)量變化,繪制得到試樣氧化動(dòng)力學(xué)曲線。

利用Sirion 200場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)觀察和分析各涂層樣品表面及界面組織結(jié)構(gòu)特征的變化。

2 結(jié)果與討論

2.1 形核劑對(duì)基礎(chǔ)玻璃析晶行為的影響

ZrO2和TiO2作為形核劑均可以促進(jìn)玻璃的核化與晶化,但各自析晶的主要作用機(jī)理有所不同。ZrO2作為形核劑時(shí),其機(jī)理是從母體玻璃中析出富含鋯氧的結(jié)晶進(jìn)而誘導(dǎo)母體玻璃形核;TiO2作為形核劑會(huì)使得玻璃中出現(xiàn)微區(qū)分相,這種分相有利于晶體析出。各玻璃樣品的DSC曲線如圖2所示,1號(hào)樣品在650 ℃有一處溫度區(qū)間跨度較大的放熱峰,說明1號(hào)玻璃在此溫度易析晶,2號(hào)、3號(hào)樣品在850 ℃有明顯的峰型尖銳的放熱峰出現(xiàn),說明2號(hào)、3號(hào)玻璃在此溫度易析晶。因此,根據(jù)DSC曲線分析,為充分探究形核劑對(duì)微晶玻璃析晶率的影響,對(duì)3種樣品分別選取各自的析晶溫度650 ℃、850 ℃、850 ℃進(jìn)行析晶處理。

圖2 不同形核劑基礎(chǔ)玻璃的DSC曲線

圖3為3種不同形核劑樣品在各自析晶溫度下退火48 h后的XRD譜。從圖中可以看出,析晶退火處理后,2號(hào)和3號(hào)樣品除了主晶相CeO2外無其他晶相生成,而1號(hào)樣品除了CeO2以外,還析出了一種新的晶相BaAl2B2O7。這說明對(duì)于BABC體系微晶玻璃,ZrO2具有更好的析晶效果,這是因?yàn)閆rO2具有較高的配位數(shù),陽離子場(chǎng)強(qiáng)大,易于在玻璃熱處理過程中分相、結(jié)晶,可以作為非均勻形核的核心,最大化的提高微晶玻璃中晶體的形核效率,使其充分形核并長大為晶體相,達(dá)到最好的析晶效果[21];而TiO2有形核劑的作用,但也可以參與玻璃網(wǎng)絡(luò)的形成,因?yàn)門iO2在玻璃溶體中有較大的溶解度,在高溫下以[TiO4]四面體狀態(tài)和玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相容[26]。因此,根據(jù)各樣品在各自析晶溫度下退火48 h后析晶效果分析,選擇4%ZrO2作為基礎(chǔ)玻璃的形核劑。

圖3 不同形核劑樣品退火后XRD譜

2.2 熱處理時(shí)間對(duì)基礎(chǔ)玻璃析晶率的影響

選擇4%ZrO2作為基礎(chǔ)玻璃的形核劑,通過改變退火保溫時(shí)間研究析晶時(shí)間對(duì)基礎(chǔ)玻璃析晶行為的影響。將1號(hào)樣品加熱到650 ℃,分別保溫10,20,30,40,50 h,再隨爐冷卻,對(duì)不同退火時(shí)間的微晶玻璃進(jìn)行XRD分析,如圖4。物相分析顯示析出相BaAl2B2O7晶相含量變化明顯,從圖中BaAl2B2O7晶相的主峰強(qiáng)度變化可知,該析出相含量隨著退火時(shí)長的增長而增加。采用分峰衍射法對(duì)其析晶率進(jìn)行計(jì)算分析,可得退火10,20,30,40,50 h的析晶率分別為21%,31%,45%,46%,47%。在650 ℃退火10 h后的析晶率有21%,隨著退火時(shí)間的增長,析晶率逐漸變大,且前期增長較快,在30 h以后析晶率趨于穩(wěn)定,約為46%左右。這是因?yàn)殡S著退火時(shí)間的增加,玻璃的熱穩(wěn)定性逐漸升高,玻璃析晶趨向逐漸趨于平穩(wěn)。

圖4 1號(hào)基礎(chǔ)玻璃在650 ℃經(jīng)不同時(shí)間退火后XRD譜

2.3 析晶率對(duì)涂層抗氧化性能及組織結(jié)構(gòu)的影響

2.3.1 微晶玻璃復(fù)合涂層氧化動(dòng)力學(xué)分析

將無涂層的裸基體試樣以及未進(jìn)行析晶處理的復(fù)合涂層樣品(記為4號(hào)樣品),1號(hào)樣品分別經(jīng)析晶退火10,20,30 h獲得的不同析晶率微晶玻璃復(fù)合涂層試樣(分別記為5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)樣品),置于900 ℃的馬弗爐中進(jìn)行恒溫氧化試驗(yàn),析晶率分別為0,21%,31%,45%。

圖5是各樣品在900 ℃下經(jīng)30 h循環(huán)氧化后的氧化動(dòng)力學(xué)曲線。裸基體樣品在氧化初期(0~10 h)累計(jì)氧化增重為1.268 4 mg/cm2,平均氧化增重速率為0.126 8 mg/(cm2·h);隨著氧化時(shí)間的延長(10~20 h),氧化增重持續(xù)增加但氧化速率變慢;在氧化后期(20~30 h),曲線趨于平穩(wěn),氧化增重進(jìn)一步變緩,但累計(jì)增重達(dá)到1.841 3 mg/cm2。根據(jù)裸基體氧化數(shù)據(jù)及其氧化曲線可知,基體氧化增重曲線變化趨勢(shì)符合金屬高溫下氧化動(dòng)力學(xué)曲線的拋物線定律:即在氧化初期(0~10 h),曲線斜率最大且保持相對(duì)穩(wěn)定,表明氧化十分迅速,這是因?yàn)榛w表面無任何保護(hù),因此該階段氧化增重速率主要受界面氧化反應(yīng)控制,呈線性規(guī)律;隨著氧化的進(jìn)行(10~20 h),曲線斜率逐漸下降,這是因?yàn)榛妆砻娴脑嘏c氧氣反應(yīng),在表面逐漸形成相對(duì)致密的氧化膜,開始緩慢覆蓋合金表面,氧元素?cái)U(kuò)散受阻;到氧化后期(20~30 h),氧化動(dòng)力學(xué)曲線逐漸趨于平穩(wěn),表明相對(duì)致密的氧化膜已經(jīng)完全覆蓋內(nèi)部未氧化基體,氧擴(kuò)散進(jìn)一步受阻,氧化速率明顯變緩。

圖5 涂層樣品經(jīng)900 ℃氧化30 h的氧化動(dòng)力學(xué)曲線

與無涂層的裸基體樣品相比,不同析晶率的涂層樣品在氧化前期(0~6 h)都表現(xiàn)為迅速增重,增重速率均比無涂層樣品更快,這是因?yàn)橥繉又刑砑恿? μm細(xì)顆粒鎳粉,在氧化初期表面的鎳粉顆粒首先被氧化,導(dǎo)致增重速率較高。各涂層樣品前10 h的累計(jì)增重與裸基體接近或更低,其中6號(hào)樣品累計(jì)增重最高,達(dá)到了1.255 0 mg/cm2,7號(hào)樣品累計(jì)增重僅為0.980 0 mg/cm2;但在氧化后期,4個(gè)涂層樣品都表現(xiàn)為氧化增重速率明顯降低,氧化曲線快速趨于平穩(wěn),其中4號(hào)樣品累計(jì)增重最高,為1.486 5 mg/cm2,7號(hào)樣品氧化增重最低,累計(jì)增重僅1.129 0 mg/cm2。總體來看,裸基體樣品在30 h氧化過程中累計(jì)氧化增重和平均氧化增重速率均明顯高于經(jīng)涂層保護(hù)的樣品,這說明在涂層保護(hù)下,樣品的抗氧化性能有明顯改善。從氧化增重曲線上看,7號(hào)樣品,即析晶率為45%的樣品的累計(jì)氧化增重為1.129 0 mg/cm2,平均氧化增重速率為0.037 6 mg/(cm2·h),其氧化增重率最低,擁有最佳的抗高溫氧化效果,這說明析晶率越高,涂層抗氧化性能越好。

2.3.2 各涂層樣品氧化前后的表面組織結(jié)構(gòu)分析

圖6為4號(hào)未析晶處理涂層樣品30 h氧化前后的表面微觀形貌,表面EDS元素分析見表2。從圖中可以看出:經(jīng)真空燒制的微晶玻璃復(fù)合涂層有大量顆粒分布且部分被包裹;未經(jīng)氧化的涂層樣品表面規(guī)整致密,無明顯孔洞;經(jīng)過30 h氧化的涂層表面變得疏松多孔,產(chǎn)生部分溝壑和孔洞且表面平整度有所降低。分析原因?yàn)橥繉颖砻婕?xì)小的鎳顆粒被氧化,體積增大為小球大小的顆粒并產(chǎn)生一定的粘接與堆疊,同時(shí)觀察到顆粒表面生長出許多絨毛狀的物質(zhì),通過元素分析(表2)可以發(fā)現(xiàn),氧化前涂層表面顆粒為細(xì)小的鎳顆粒,周圍包裹鎳顆粒的主要為玻璃相中的BaO和CeO2;氧化后涂層表面小球顆粒及顆粒表面絨毛狀物質(zhì)為NiO,周圍還有大量未被氧化的Ni單質(zhì)。這說明涂層有較為理想的結(jié)構(gòu)并有較好的保護(hù)效果,即鎳粉在涂層表層均勻分布,玻璃相連續(xù)致密分布且將表層鎳粉包裹,在高溫富氧情況下,鎳顆??梢詢?yōu)先和氧氣反應(yīng)生成致密氧化膜以阻止涂層進(jìn)一步氧化,玻璃相均勻致密分布也有利于阻擋氧氣的滲透,同時(shí),高溫下玻璃相具有良好的流動(dòng)性與包裹性,可以防止表層鎳粉因氧化膨脹而脫落,且玻璃良好的流動(dòng)性可以防止涂層開裂而剝落。

圖6 4號(hào)樣品氧化前后的表面微觀形貌

表2 4號(hào)樣品氧化前后的表面EDS元素分析

圖7是析晶處理后不同析晶率涂層樣品氧化前表面形貌。可以看出,涂層表面致密平整,沒有明顯的孔洞。圖8是析晶處理后不同析晶率涂層樣品在900 ℃氧化30 h的涂層樣品表面形貌。7號(hào)析晶處理涂層形貌見圖9,表面EDS元素分析結(jié)果見表3。可以看出:相比于氧化前,經(jīng)過氧化試驗(yàn)后的析晶涂層樣品表面致密度有所下降,出現(xiàn)了少量孔洞;5號(hào)涂層表面孔洞明顯較大且相互間開始連通,6號(hào)涂層孔洞較小,但也出現(xiàn)部分連通,7號(hào)涂層孔洞最少,相對(duì)致密。這說明,隨著析晶率的增大,涂層樣品氧化過程中產(chǎn)生的孔洞越小,孔隙率也更小,致密度更高。由析晶處理后氧化30 h的涂層表面背散射電子圖像以及EDS元素分析結(jié)果可知,涂層主要分為小球顆粒物、均勻區(qū)域以及球狀物表層的毛絨狀物質(zhì)。小球狀顆粒以及表層的毛刺狀物質(zhì)主要為NiO,分析為原先表面Ni單質(zhì)氧化而來;均勻分布的包覆著氧化鎳小球顆粒的區(qū)域?yàn)椴A嘀械腂aO和CeO2以及高含量的Ni單質(zhì),這表明涂層的抗氧化性能仍較好,只有少量的Ni被氧化,大部分的Ni仍被包裹在均勻的玻璃相中還能持續(xù)對(duì)基體進(jìn)行高溫抗氧化防護(hù)。

圖7 各樣品在氧化前涂層表面SEM形貌

圖8 各樣品在900 ℃氧化30 h后涂層表面SEM形貌

圖9 7號(hào)析晶處理涂層形貌

表3 7號(hào)樣品析晶處理涂層能譜分析

2.3.3 各涂層氧化前后界面組織及元素分析

圖10為4號(hào)樣品氧化前后界面形貌和各區(qū)域的能譜,能譜分析結(jié)果見表4。

圖10 4號(hào)樣品氧化前后界面形貌和能譜

表4 4號(hào)樣品氧化前后能譜分析

氧化前樣品從界面形貌來看,涂層較厚且涂層與基體間結(jié)合緊密,界面完整平直,沒有穿透涂層的裂紋、孔洞等缺陷存在,基體被完整覆蓋。從能譜分析圖來看,涂層的深灰色區(qū)域主要物質(zhì)為Cr2O3和BaO,淺灰色區(qū)域的顆粒物主要是Ni單質(zhì),白色區(qū)域主要為含Ce、Ba的混合氧化物。由線掃描能譜圖中主要元素Ni、O分布可知,Ni元素主要分布于涂層外層部分,這說明涂層在氧化過程中,首先是Ni單質(zhì)被氧化,而氧化鎳是一種致密的氧化物,其附著在涂層表面可以有效防止氧氣滲入涂層內(nèi)部及基體;由O、Ce、Cr、Ba等元素的分布可知,涂層內(nèi)層部分主要是玻璃相。

由氧化后的4號(hào)未析晶處理樣品界面形貌可以看出,涂層存在部分孔洞,且有部分明顯剝落,涂層厚度也有一定程度的減少。從能譜圖中D點(diǎn)可以看出深灰色區(qū)域主要成分為Cr2O3和BaO,E點(diǎn)的淺灰色區(qū)域主要為CeO和NiO,F(xiàn)點(diǎn)的白色區(qū)域?yàn)镃eO和BaO。結(jié)合線掃圖中Ni、O元素的分布可知,在高溫氧化過程中,部分O元素穿過了涂層表面氧化了涂層內(nèi)側(cè)的Ni;而玻璃相在高溫氧化過程中有部分向外側(cè)擴(kuò)散。

圖11為不同析晶率涂層樣品氧化30 h后的界面SEM形貌。由圖可知,析晶處理后的涂層樣品氧化30 h后,涂層整體保存較為完好,且與基體形成冶金結(jié)合,有利于提高涂層與基體的結(jié)合力。5號(hào)和6號(hào)涂層樣品經(jīng)氧化后有輕微脫落,表面存在輕微輪廓起伏,有少量孔洞產(chǎn)生;7號(hào)涂層樣品表面幾乎無脫落,且較為致密,界面完整平直。進(jìn)一步對(duì)7號(hào)樣品進(jìn)行能譜分析可知,灰色區(qū)域A主要是BaO和Cr2O3,淺灰色區(qū)域B主要是大量的Ni、Cr和少量O元素,可以分析其主要成分為Cr2O3、NiO和Ni單質(zhì),而小球狀的C區(qū)域主要是NiO和Cr2O3,這說明涂層底層的玻璃相仍均勻分布,大量Ni單質(zhì)存在于涂層中表明涂層仍具有較強(qiáng)的抗高溫氧化性。根據(jù)樣品截面線掃描結(jié)果可以看出,幾乎沒有O元素?cái)U(kuò)散到基體部分,Ni元素主要分布在涂層外層,包含Ce、Cr、Ba等元素的玻璃相則均勻分布于涂層內(nèi)。這說明經(jīng)析晶處理后的涂層樣品對(duì)基體的保護(hù)作用很好,涂層的抗高溫氧化性能優(yōu)異,并且隨著析晶率的增加涂層抗高溫氧化性能也隨之增高。

圖11 不同析晶率涂層樣品氧化30 h后的界面形貌和能譜

表5 7號(hào)樣品能譜分析

3 結(jié) 論

(1)針對(duì)B2O3- Al2O3- BaO - CeO2基礎(chǔ)玻璃體系,4%ZrO2作為形核劑能達(dá)到最好的形核效果,析出主晶相為BaAl2B2O7。其最佳析晶工藝為650 ℃退火30 h。退火時(shí)間越長,析晶率越高,30 h后析晶率趨于穩(wěn)定,約為46%。

(2)微晶玻璃復(fù)合涂層對(duì)基體的高溫氧化有顯著的保護(hù)作用。有涂層保護(hù)的基體整體增重均小于裸露基體,并且析晶率為46%的涂層樣品氧化增重率最低,900 ℃氧化30 h后氧化增重僅為1.129 0 mg/cm2,氧化后組織最為均勻致密,表面平整,抗高溫氧化性能優(yōu)異。

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