| 一种低温渗铬涂层的制备及氧化性能研究 |
| 张海媛
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| 学位类型 | 硕士
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| 导师 | 彭晓
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| 2006-06-19
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| 学位授予单位 | 中国科学院金属研究所
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| 学位授予地点 | 金属研究所
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| 学位专业 | 材料学
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| 关键词 | 纳米晶ni-ceo2复合物
共电沉积
扩散
低温渗铬
高温氧化
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| 摘要 | 渗铬是一种十分有效的提高低碳钢和低合金钢等材料抗高温氧化能力的表面处理技术，但是目前常用的固体粉末包埋法渗铬工艺的渗铬温度过高，一般在1100oC左右。这样高的温度严重影响基材的组织结构和综合性能，限制了渗铬涂层更广泛的应用，因此降低渗铬温度十分必要。在渗铬过程中，沉积在样品表面的Cr原子向基体内部的扩散过程为控制步骤，要获得理想的低温渗铬涂层，需要增强Cr在基材中的扩散能力。
对比相同成分的粗晶材料，纳米晶材料具有更高的扩散系数。本工作研究了纳米晶Ni在700oC下的渗铬行为，纳米晶Ni由电沉积技术制备。对比粗晶Ni，纳米晶Ni的渗铬层厚度大大增加，且Cr的分布更为均匀，当纳米晶Ni含有CeO2纳米颗粒后，效果更明显。700oC与800oC恒温氧化实验结果表明含有CeO2纳米颗粒的纳米晶Ni渗铬后具有最佳的抗氧化性能。其抗氧化性能的提高是由于其具有CeO2纳米颗粒弥散分布的细晶结构。它能促使一层致密的Cr2O3膜迅速生成。
同时，研究了含有CeO2纳米颗粒的纳米晶Ni在600oC-800oC之间的渗铬行为。实验结果表明，随着温度的增加，渗层厚度增加。800oC氧化24小时实验结果表明：600oC渗层在氧化10小时前具有最低的氧化增重，10小时后由于渗层太薄不能提供足够的Cr出现失稳氧化。700oC渗层的氧化增重要低于800oC渗层的增重。这主要是由于渗层的晶粒尺寸不同引起的。
根据上述实验结果，首次提出“二步低温渗铬法”，即首先共电沉积制备纳米晶结构的Ni-CeO2复合镀层，然后再进行低温渗铬的方法，可以实现在低碳钢或低合金钢表面制备低温渗铬涂层，且获得的渗层性能优于低碳钢上直接渗铬。 |
| 页数 | 65
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| 语种 | 中文
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| 文献类型 | 学位论文
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| 条目标识符 | http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16980
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| 专题 | 中国科学院金属研究所
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推荐引用方式
GB/T 7714 |
张海媛. 一种低温渗铬涂层的制备及氧化性能研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所,2006.
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