| Cu-Cr-Al合金的高温氧化与第三组元作用 | |
| 王水勇 | |
| Subtype | 硕士 |
| Thesis Advisor | 牛焱 |
| 2006-06-19 | |
| Degree Grantor | 中国科学院金属研究所 |
| Place of Conferral | 金属研究所 |
| Degree Discipline | 材料学 |
| Keyword | Cu-cr-al合金 |
| Abstract | 为能在高温富氧环境中应用，合金或涂层材料通常设计成在服役条件下能够形成Al2O3、Cr2O3和SiO2的保护性表面氧化膜。已经知道，高温下Cr2O3易挥发限制了它的使用范围。另一方面，能够生成这种具有保护性的氧化膜所需的Al或Si的含量很高导致机械性能无法接受。实际上，向二元M-Al合金中加入Cr可以降低形成保护性Al2O3膜所需的临界Al含量达到一个能够接受的水平。这就是所谓第三组元作用（TEE），这种作用已在某些商业合金的设计中得以体现。可是到目前为止，第三组元作用机制还不是很清楚。本文研究二元Cu-Al与三元Cu-Cr-Al合金在800-900℃、1atm纯氧气下的氧化行为，目的在于检验在Cu-Al合金中加入不同的Cr含量对于形成外氧化铝膜所需的临界Al含量的影响，并且通过相关二元和三元合金的氧化动力学的定性分析来对Cr在Cu-Cr-Al体系中的第三组元作用机理给出一个合理的指导。 对三种Cu-xCr-2Al和三种Cu-xCr-4Al（x＝0，4，8at.%）合金在800-900℃、1atm纯氧中氧化进行了研究，二元Cu-2.2at.%Al合金氧化后生成了主要由Cu的氧化物组成并在靠近合金表面区域有少量富Al氧化物的外氧化膜，而几乎不发生内氧化。加入3.9at.%的Cr到这种二元合金中能够降低其氧化速率，但是还不足以抑制Cu的 氧化。加入的Cr量增加到8.1at.%时显著降低氧化速率，同时在紧挨合金的表面快速生成了保护性的Al2O3氧化膜，Cr明显地呈现第三组元作用。与前一组合金不同，各Cu-xCr-4Al合金在经历一个短暂的氧化的初始阶段合金中所有组元都参与氧化反应生成各自的氧化物之后，形成了一由Al所组成的层内氧化膜，这就意味着Cr所起的作用仅仅在于缩短了初期氧化过程持续时间。向Cu-2Al中加入Cr的第三组元作用与Al的内氧化向外氧化转变无关，而与形成由Cu的氧化物与Al的氧化物组成的混合型外氧化膜向生成Al的单一外氧化膜转变有关，而这种第三组元作用归因于Al2O3和Cr2O3两者能够形成固溶体。 |
| Pages | 86 |
| Language | 中文 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16978 |
| Collection | 中国科学院金属研究所 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 王水勇. Cu-Cr-Al合金的高温氧化与第三组元作用[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所,2006. |
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