高能微弧火花沉积LaCrO3和DyCrO3涂层的高温腐蚀

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	高能微弧火花沉积LaCrO3和DyCrO3涂层的高温腐蚀
	冯宗建
学位类型	博士
导师	曾潮流
	2011
学位授予单位	中国科学院金属研究所
学位授予地点	北京
学位专业	腐蚀科学与防护
关键词	Lacro3涂层 Dycro3涂层高能微弧火花沉积氧化熔融盐腐蚀 Lacro3 Coating Dycro3 Coating High Energy Micro-arc Alloying Oxidation Molten Salt Corrosion
摘要	"传统抗高温腐蚀涂层一般是通过成分、组织设计使其表面能形成缓慢生长的、粘附性良好的保护性氧化膜如Al2O3、Cr2O3、或SiO2等。这些涂层强调表面稳定性，形成的氧化膜应具有低的离子传导率，主要起物理阻挡层作用。然而，冶金、能源等工业的快速发展对多功能涂层的发展提出了现实需求。应用于固体氧化物燃料电池金属连接器防护的高温耐蚀导电LaCrO3涂层是目前研究较多的多功能高温防护涂层之一。但是现有的制备LaCrO3涂层的方法尚不能完全满足实际应用的要求，为此本文首次引入高能微弧火花沉积这种全新的制备方法并成功制备了LaCrO3和DyCrO3基涂层。随后研究了LaCrO3及DyCrO3涂层在850℃空气及空气-10%H2O中的高温腐蚀行为，以及在800℃25%NaCl-75%(Na,K)2SO4中的腐蚀电化学行为。论文主要成果如下：以掺杂20wt%金属Ni粉末的LaCrO3为沉积电极，采用高能微弧火花沉积在430SS表面成功制备出连续、致密的LaCrO3基涂层。LaCrO3基涂层具有优异的抗氧化性能。LaCrO3涂层能有效地降低430SS的面比电阻。以掺杂20wt%金属Ni粉末的DyCrO3为沉积电极，利用高能微弧火花沉积在430SS表面首次制备出连续、致密的DyCrO3涂层。DyCrO3基涂层能显著提高430SS的抗高温氧化性能。DyCrO3涂层虽然在短时间内能有效提高430SS的导电性能，但是其面比电阻明显高于LaCrO3基涂层，已接近业界所接受的上限值。以纯金属Cr和纯金属La为沉积电极，采用高能微弧火花沉积在430SS表面先制备Cr-La合金化层，随后通过在850℃空气中进行热处理获得连续、致密的热生长LaCrO3涂层。热生长LaCrO3涂层具有优异的抗高温氧化性能，且面比电阻明显小于直接沉积的LaCrO3基涂层。采用这种工艺制备热生长LaCrO3涂层能够在一定程度上减少直接沉积LaCrO3涂层所面临的问题。高能微弧火花直接沉积的LaCrO3基涂层与喷涂搪瓷涂层能显著提高合金的抗熔融盐腐蚀性能，其电化学阻抗谱均由双容抗弧组成。当涂层中存在贯穿孔洞时，其电化学阻抗谱仍由双容抗弧组成，且孔前沿的基体合金遭受腐蚀，形成富Cr2O3膜，但沿导电LaCrO3涂层的孔前沿形成的Cr2O3膜更致密，这在一定程度上说明导电涂层能促进基体合金形成保护性氧化膜。"
其他摘要	It is expected for the traditional high temperature protective coatings to form continuous oxide layers such as Al2O3, Cr2O3 or SiO2 by optimizing the compositions and microstructures of coatings. These continuous oxide layers with low rates of solid-state diffusion mainly serve as an effective solid-state diffusion barrier between gaseous reactants and the base alloy, and thus the chemical stability at high temperatures is a key to the coatings. However, the rapid development of metallurgical, energy etc. industries raises new demands for multifunctional coatings with a variety of performances such as high temperature corrosion resistance, electrical conductivity and catalysis.
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/64322
专题	中国科学院金属研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	冯宗建. 高能微弧火花沉积LaCrO3和DyCrO3涂层的高温腐蚀[D]. 北京. 中国科学院金属研究所,2011.