一、离子注入Cr、Y、Nb对γ-TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响（论文文献综述）
董珊珊[1]（2020）在《钼和钇掺杂浓度对γ-TiAl基合金抗氧化性能影响的理论研究》文中认为TiAl基合金因其优异的综合性能在航空航天领域有着重要的应用价值。改善TiAl基合金的高温抗氧化性能对于开发该类新型材料具有重要意义。通过MS软件将Mo和Y元素替位掺杂到Ti27Al27的超胞模型中,得到了一系列体系SMij和SYij（1≤i+j≤5）。采用基于密度函数理论的第一性原理计算结合理论方法,对合金的结构与性质进行研究与讨论,特别是合金的抗氧化性。结果表明:各个Mo和Y替位掺杂γ-TiAl基合金体系的原子平均形成能小于零,具有能量稳定性,可以由实验制备;除体系SY23和SY32外,其他体系都具有力学稳定性;各个元素替位掺杂γ-TiAl体系的密度虽有不同程度增大,但仍远小于镍铝合金的密度,在航空领域仍具有优势;通过对间隙氧原子形成能、Ti和Al空位形成能计算和综合分析,预报5种Mo替位掺杂构型(SM11、SM21、SM30、SM31和SM50)和5种Y替位掺杂构型(SY30、SY31、SY40、SY41和SY50)具有改善抗氧化性能的潜力。它们不仅能够提高阻碍O原子扩散的势垒,而且能提升Al空位的扩散能力、抑制Ti空位的扩散,从而有利于在γ-TiAl基体表面生成致密氧化膜、改善材料的抗氧化性能;体系SM31在阻碍间隙氧原子扩散方面比SY30更具优势,而在抑制Ti原子扩散、促进Al原子扩散方面,体系SY30具有明显优势。根据重叠布局数和电子态密度等电子性质对体系SM31和SY30的抗氧化机制进行了解释。它们都是值得重点探索的γ-TiAl基合金材料。
贾倩倩[2]（2020）在《热喷涂涂层反应改性机理及其组织、性能的研究》文中指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。
梁宏璇[3]（2020）在《γ-TiAl合金表面NiCr/YSZ复合涂层的制备及阻燃性能研究》文中认为γ-TiAl合金具有低密度、高强度等优点,是极具发展前景的航空发动机部件制造材料。但γ-TiAl合金在一定条件下存在“钛火”故障,易引发严重事故。针对上述问题,本论文提出了一种γ-TiAl合金表面NiCr/YSZ复合涂层的制备方法,并研究了其制备工艺、成分和结构。目前,国内外尚未形成统一的关于阻燃性能的测试方法及标准。本论文基于“钛火”故障的氧化和摩擦因素,系统研究了NiCr/YSZ复合涂层的抗高温氧化性能和摩擦磨损性能。在此基础上,采用激光烧蚀测试方法,初步探索了NiCr/YSZ复合涂层的阻燃机理。本论文首先采用双辉等离子表面冶金技术制备NiCr合金层,之后采用多弧离子镀技术制备YSZ层。NiCr/YSZ复合涂层厚度约为21μm,其中YSZ层厚度约为13μm,NiCr合金层厚度约为8μm,涂层表面存在金属液滴。物相分析结果表明,NiCr/YSZ复合涂层表面由t-Zr O2组成。显微硬度试验结果表明,γ-TiAl合金表面的平均显微硬度约为299.71HV0.1,NiCr/YSZ复合涂层表面的平均显微硬度约为872.56HV0.1。热震试验结果表明,当热震次数为48次时,NiCr/YSZ涂层剥落面积约为5%,表现出较好的抗热震性能。通过恒温氧化试验研究了γ-TiAl和NiCr/YSZ复合涂层在850℃、950℃和1050℃时的氧化行为。结果表明,γ-TiAl和NiCr/YSZ复合涂层在不同温度下的氧化动力学规律近似抛物线型。γ-TiAl在氧化过程中形成了结构疏松的Ti O2和Al2O3的混合氧化膜。NiCr/YSZ复合涂层在850℃、950℃氧化100h后的氧化产物为t-Zr O2,1050℃氧化100h后的氧化产物为t-Zr O2及少量的Ti O。氧化过程中,YSZ层与NiCr合金层间形成了TGO层（热生长氧化层）。NiCr/YSZ复合涂层在高温下能有效阻隔氧向γ-TiAl内部的扩散,有利于防止“钛火”故障的发生。通过摩擦磨损试验研究了载荷和温度因素对γ-TiAl和NiCr/YSZ复合涂层摩擦磨损行为的影响。室温不同载荷下,γ-TiAl的磨损机理为磨粒磨损;NiCr/YSZ复合涂层的磨损机理为轻微的粘着磨损。500℃时,γ-TiAl的比磨损率为0.2773mm3·N-1·m-1,磨损机理为磨粒磨损和氧化磨损;NiCr/YSZ复合涂层的比磨损率为0.1839mm3·N-1·m-1,磨损机理为粘着磨损和氧化磨损。结果表明,NiCr/YSZ复合涂层能够在摩擦过程中能起到润滑的作用,有利于减少摩擦生热。通过连续激光烧蚀试验研究了γ-TiAl和NiCr/YSZ复合涂层在不同功率下的抗烧蚀性能。γ-TiAl的烧蚀形貌包括熔化重凝区和热激活区;NiCr/YSZ复合涂层的形貌包括烧蚀坑和热影响区。随着功率的增大,γ-TiAl表面依次出现“花瓣”状龟裂区和锥形凸起;NiCr/YSZ复合涂层中YSZ层由网状变为环状,烧蚀坑深度和宽度逐渐增大,但YSZ层仍附着于烧蚀坑表面,未发生脱落,对基体具有良好的保护作用。
闫玉琴[4]（2019）在《γ-TiAl合金表面等离子Ta-W合金化及其抗高温氧化性能研究》文中指出γ-TiAl合金由于具有低密度、高比强度、高温强度、抗蠕变性等特点,被认为是最具应用价值和潜力的新型材料,人们希望它可以替代镍基高温合金来减轻航空发动机的重量。但γ-TiAl合金在750℃以上抗高温氧化能力不足的缺点限制了其应用。针对此问题,本课题采用双层辉光等离子合金化技术在γ-TiAl合金表面制备Ta-W合金层,通过在800℃和900℃下进行恒温氧化试验对比分析γ-TiA基体与Ta-W合金层的氧化机制,并通过第一性原理研究氧吸附情况来进一步探索氧化机理。通过正交试验探索最佳合金化工艺参数,得到表面平整、结构致密,晶粒细小,无明显缺陷,且与基体结合良好的Ta-W合金层。改性层总厚度约为25μm,其中沉积层约为15μm,扩散层约为10μm,与基体结合力为71N。XRD物相分析表明,合金层表面形成单一的体心立方结构,W元素固溶在Ta中,起到了固溶强化的作用。γ-TiAl基体和Ta-W合金层的显微硬度平均值分别为348.3HV0.1和1021.3HV0.1,合金层显微硬度约为基体的2.93倍。纳米压痕测试结果发现Ta-W合金层具有较高的纳米硬度和弹性模量,以及较强的抵抗塑性形变能力。通过恒温氧化试验对比探究γ-TiAl基体、Ta-W合金化试样在800℃和900℃下的抗高温氧化性能。结果表明,基体在氧化过程中Ti和Al元素发生交替氧化现象,形成TiO2和Al2O3混合氧化膜。Ta-W合金化试样在氧化初期生成的氧化产物为Ta2O5、（Ta,O）、TaO2和WO3,随着氧化时间的增加,Ta、W元素不断消耗,氧化产物最终以TiO2和AlTaO4为主。基体在800℃下氧化时氧化曲线呈现“直线型-抛物线型-直线型-抛物线型”循环交替的规律,在900℃下呈现“抛物线型-直线型”规律,此时氧化膜对基体的保护作用几乎为零。Ta-W合金化试样在800℃和900℃下氧化都呈现抛物线规律,生成的混合氧化膜具有抗高温氧化性能。采用第一性原理方法对合金化及氧化机理进行初步研究。计算结果表明,Ta、W元素双掺杂时在γ相基体中优先占据Al位。通过计算TaW掺杂前后Ti和Al的空位形成能,发现Ta、W双元素掺杂有利于Ti、Al空位的形成,使得合金层中元素扩散能力加强,有利于合金化过程中形成高固溶度的Ta-W合金层。O吸附计算结果表明,γ-TiAl基体中O原子更容易吸附在周围Ti原子较多的fcc-Al和hcp-Al位点上,使Ti-O键的形成速率增加。TaW掺杂后O在γ-TiAl（111）面的吸附位变化证明了TaW掺杂会抑制O的内扩散。通过电子结构分析发现吸附态O与Ta、W、Al原子之间的活性增加,而与Ti原子之间的相互作用变弱。因此,TaW掺杂对提高γ-TiAl合金的抗氧化性能是非常有利的。
张李波[5]（2018）在《γ-TiAl合金表面等离子Ta、Nb合金化及性能研究》文中研究说明γ-TiAl具有比强度高、比模量高、耐蚀性好等优点,是当代化工、航空航天和汽车等领域具有巨大应用潜力的材料之一,但是γ-TiAl的抗高温氧化性能与耐磨性能不足等缺陷限制了其应用。针对上述问题,本课题采用双层辉光等离子表面冶金技术在γ-TiAl表面制备Ta,Nb合金层作为对比,探究其高温氧化行为和摩擦磨损机理。采用第一性原理对Ta,Nb元素在γ-TiAl合金中的择优占位倾向进行分析,得出Ta,Nb元素在γ-TiAl合金中均优先占据Ti元素的位置。氧吸附能计算结果表明Ta与Nb元素的掺杂均有助于氧原子于γ-TiAl（111）表面发生稳定化学吸附。通过双层辉光等离子表面冶金技术在γ-TiAl表面制得的渗Ta合金层的厚度约为14μm,其中沉积层为10μm,扩散层为4μm。渗Nb合金层的厚度约为12μm,其中沉积层为9μm,扩散层为3μm。合金层表面为纯金属相,组织致密且均匀,扩散层中元素呈梯度分布。TEM结果表明,Al元素向外扩散较Ti元素更为强烈,扩散层中出现AlTa相。通过恒温氧化试验对比探究γ-TiAl基体、渗Ta合金层和渗Nb合金层在700℃、800℃和900℃下的抗高温氧化性能。渗Ta合金层的表面氧化产物主要为Ta2O5和Al2O3,在900℃氧化100h后出现少量的TiO2,在700℃下,氧化膜均匀致密;800℃下,氧化膜出现少量裂纹;900℃下氧化膜出现剥落。900℃下单位面积氧化增重只有10.511mg/cm2,约为基体的一半。氧化膜与基体结合紧密,具有一定的抗高温氧化性能。渗Nb合金层的表面氧化产物主要为Nb2O5、NbO2、NbO和Al2O3,在800℃下表面出现TiO2,其表面氧化膜结构致密,与γ-TiAl结合良好。氧化物晶粒堆积致密,抗氧化性能优异。800℃表面氧化膜出现剥落,900℃下表面氧化膜大面积破损。900℃下单位面积氧化增重仅为7.797mg/cm2,能够有效提高γ-TiAl的抗高温氧化性能。显微硬度结果表明,γ-TiAl的显微硬度为318.3HV0.1,渗Ta合金层为775.9HV0.1,渗Nb合金层为693.1HV0.1。纳米硬度结果表明,γ-TiAl的纳米硬度为DHT115=517.44MPa,渗Ta合金层的纳米硬度达到DHT115=740.146MPa,渗Nb合金层的纳米硬度为DHT115=689.396MPa。通过摩擦磨损试验对比探究γ-TiAl基体、渗Ta合金层和渗Nb合金层在不同温度,不同滑动速度与不同载荷条件下的耐磨性能。渗Ta合金层试样在室温下其磨痕形貌均表现为典型的粘着磨损特征,高温下为磨粒磨损伴随氧化磨损。渗Nb合金层试样的磨损机制为轻微的磨粒磨损与氧化磨损。渗Ta合金层的比磨损率为17.7×10-6mm3N-1m-1,只有基体的23%,渗Nb合金层比磨损率为19.3×10-6mm3N-1m-1,为基体的25%,两者均远低于基体,等离子表面合金化能够大幅度的提高γ-TiAl的耐磨性。
戴景杰[6]（2017）在《钛合金激光表面Ti-Al-X多元合金化层的组织和性能》文中研究表明钛及钛合金因比强度高、密度小、耐蚀性好、中温强度稳定及易于机械加工和焊接,因而被广泛应用于航空航天、医学、化工、军事等领域。特别是在航空工业,随着飞机性能的提升和航空发动机推重比的提高,钛及钛合金的用量将逐渐增加。然而低的硬度、差的抗磨损性能和抗高温氧化性能严重限制了其更为广泛的应用。由于磨损和氧化主要发生在材料的表面,因此表面处理是在不改变材料整理性能的前提下赋予材料表面特殊性能的最佳方法。激光表面合金化技术因具有能量高、工件变形小、合金化层厚度可控以及合金化层与基体呈良好的冶金结合等优点而获得了广泛的应用。本文基于高温防护涂层的基本要求和合金元素在提高钛合金性能方面的作用机制,采用激光表面合金化技术在Ti-6A1-4V合金表面制备以Ti和A1两种元素为主元、Nb和（或）Si作为调控元素的Ti-Al-X多元合金化层,以同时提高钛合金表面的室温力学性能和高温性能,包括硬度、室温摩擦磨损性能、抗高温氧化性能和高温摩擦磨损性能。系统研究了合金化层的组织结构、硬度、不同温度下的摩擦磨损行为及在800℃的高温氧化行为,探讨了合金元素对合金化层性能的影响机理。Ti-Al合金化层主要由TiAl和Ti3Al相组成,与基体呈典型的冶金结合,在800℃氧化1000h后表面氧化膜呈现典型的多层结构,从外到内依次为Ti02/Al203/（Ti02+Al203）/氧扩散区。Ti-Al合金化层表面氧化膜的这种多层结构主要是由于Ti和Al相近的氧化热力学以及Ti较高的氧化动力学造成的。Ti-Al合金化层在800℃氧化1OOOh后的产物为R-Ti02和α-Al203的混合氧化物,氧化增重为42.2mg/cm2,仅为Ti-6Al-4V合金基体的1/6,表现出良好的抗高温氧化性能。Ti-Al合金化层表面氧化膜中A1203的形成降低了氧化膜中Ti02的比例以及氧化膜中的缺陷浓度,提高了氧化膜的致密性,在一定程度上抑制了元素的互扩散,降低了氧化速率。与基体相比,由于Ti-Al合金化层硬度较高,因而在室温、600℃和800℃均表现出良好的抗磨损性能。但由于Ti-Al合金化层的高脆性和大的热应力,在凝固过程中形成了大量的裂纹,特别是贯穿性裂纹,在氧化时造成了灾难性的局部氧化,且表面氧化膜在氧化l00h后出现了剥落现象,因此Ti-Al合金化层很难为合金基体在800℃提供长期的抗高温氧化防护。Ti-Al-xNb合金化层主要由TiAl和Ti3Al相组成,由于Nb添加改善了合金化层的塑性,裂纹数量明显减少。在800℃的整个氧化周期内,Ti-Al-xNb合金化层表面氧化膜未见明显的剥落现象,氧化1000h后的增重为基体的1/5.9-1/15,显示出良好的抗高温氧化性。在一定的Nb添加范围内,随着Nb添加量的提高,合金化层的氧化速率降低。当Nb的添加量为40wt.%时,合金化层的抗高温氧化性最好,为Ti-Al合金化层的2.4倍。然而过多的Nb添加量反而使合金化层的抗高温氧化效果下降,Ti-Al-xNb合金化层的抗高温氧化效果取决与Al和Nb的协同作用。Nb添加提高合金化层的抗高温氧化性主要归因于显着降低了合金化层表面氧化膜中TiO2的点缺陷浓度,促进了氧化膜中Al203的形成以及提高了氧化膜的黏附性。与Ti-6Al-4V合金基体相比,Ti-Al-xNb合金化层具有较高的硬度,表现出良好的抗磨损性能。但与Ti-Al合金化层相比,由于Nb添加降低了合金化层的硬度,因此Ti-Al-xNb合金化层的抗磨损性能有所降低。Ti-Al-xSi合金化层主要由Ti-Al金属间化合物和Ti5Si3增强相组成。随着Si添加量提高,Ti-Al金属间化合物由TiAl相演变为TiAl2和TiAl3相。由于Ti5Si3相的高杨氏模量,提高了裂纹扩展的临界应力,因此合金化层中少见宏观裂纹的出现。Ti-Al-xSi合金化层在800℃经1000h氧化后的增重为基体的1/10-1/21,表现出优异的抗高温氧化性能。随着Si添加量的增加,合金化层的氧化增重减小,氧化速率降低。与Ti-Al合金化层相比,Si的添加使合金化层的抗高温氧化性显着提高。当Si的添加量为30wt.%时,合金化层的抗高温氧化性最好,为Ti-Al合金化层的3.4倍。Si添加提高合金化层抗高温氧化性能原因包括:（1）Si的添加使氧化物颗粒明显细化;（2）Si的添加促进了合金化层表面氧化膜中A1203的形成,提高了氧化膜的致密性;（3）Si的添加使合金化层中形成了热稳定性和抗高温氧化性很好的Ti5Si3相;（4）Si的添加促进了抗高温氧化性能优异的TiAl3相的形成。由于Si的添加促进了高硬耐磨Ti5Si3相的形成,因此Ti-Al-xSi合金化层具有很高的硬度,在室温、600℃和800°℃时均表现出优异的抗磨损性能,并且随着Si添加量的提高,合金化层的硬度和抗磨损性能提高。虽然Ti-Al-xSi合金化层的氧化增重低于Ti-Al和Ti-Al-xNb合金化层,但低Si添加量的合金化层表面氧化膜的黏附性较差,在氧化过程中出现了剥落现象。此外,随着Si添加量的提高,合金化层的脆性增加,结晶初期形成的Ti5Si3相对液态熔池中气体的逸出和液体的流动阻碍作用增强,合金化层中微裂纹和孔洞的数量增多。Ti-Al-xNb-ySi合金化层主要由Ti-Al和Ti5Si3金属间化合物组成,由于Ti5Si3相的高杨氏模量和Nb的增塑作用,合金化层中未见明显的裂纹形成,孔洞数量也较少。Ti-Al-xNb-ySi合金化层在800℃氧化1000h后表面氧化膜未见明显的剥落现象,单位面积增重仅为合金基体的1/26-1/57.1,氧化动力学曲线符合抛物线或抛物线-立方规律,表现出极为优异的抗高温氧化性能。提高合金化层中Nb和Si的添加量,特别是Si的添加量,能够显着提高合金化层的抗高温氧化性。当Nb和Si的添加量分别为20wt.%时,合金化层的抗高温氧化性最好,为Ti-Al合金化层的9.3倍。复合添加Nb和Si合金元素对合金化层抗高温氧化性能的改善效果要明显优于单独添加Nb或Si。Nb和Si复合添加提高合金化层抗高温氧化性能的作用机理包括显着促进A1203的形成、显着提高氧化膜的黏附性以及促进抗高温氧化性能优异的Ti5Si3和TiAl3相的形成。Ti-Al-xNb-ySi合金化层的硬度明显高于Ti-6Al-4V合金基体,这主要是和合金化层中Ti-Al金属间化合物和硬质Ti5Si3相的形成有关。与Ti-6Al-4V合金、Ti-Al和Ti-Al-xNb合金化层相比,Ti-Al-xNb-ySi合金化层具有优异的抗磨损性能。随着Si添加量的提高,合金化层中Ti5Si3相的含量随之增加,合金化层的抗磨损性能提高。对比Ti-Al-xSi和Ti-Al-xNb-ySi合金化层,当Si在合金化粉末中相对于Al的添加量相同时,尽管Ti-Al-xNb-ySi合金化层的硬度略低于Ti-Al-xSi合金化层,但复合添加少量的Nb有助于改善合金化层的塑性,从而使Ti-Al-xNb-ySi合金化层具有更好的抗磨损性能。
徐一[7]（2015）在《γ-TiAl表面Al2O3/Al梯度热防护涂层的制备及其性能研究》文中研究指明钛铝基合金具有较高的比强度、出色的高温机械强度以及优异的抗蠕变性能,已成为航空航天领域最具潜力的高温结构材料之一。然而,因在高温环境下抵抗环境侵蚀和摩擦磨损等方面性能的不足一定程度上制约钛铝基合金的进一步开发和应用。因此,如何提高钛铝基合金在高温条件下的抗腐蚀、抗磨损以及抗氧化性能已成为当今高温合金领域研究的热点和重点。由于磨损、腐蚀和氧化皆属于金属表面的失效形式,故可通过表面改性的方式在不破坏钛铝合金整体力学性能的同时赋予或提高其在高温环境下抵抗磨损、腐蚀和氧化的能力。本文采用磁控溅射技术在γ-TiAl合金表面制备了元素成分和结构性能呈梯度变化的Al2O3/Al热防护涂层。对涂层的组织结构和力学性能进行检测分析后发现,本文优化工艺参数下制备的Al2O3/Al梯度热防护涂层主要由α-Al2O3相和Al相组成,厚约20μm,无孔洞和微裂纹,涂层由表及里包含完整的Al2O3表面防护层、中间富Al层和扩散过渡层;涂层明显提升了基体γ-TiAl合金的显微硬度、纳米硬度以及弹性模量,并且在划痕实验、拉伸剥离实验以及热震实验综合分析检测下,Al2O3/Al涂层与基体γ-TiAl合金表现出较为理想的结合强度。论文研究了Al2O3/Al梯度热防护涂层在850和900℃时的高温熔盐腐蚀行为,并对腐蚀机理进行了探讨分析。研究结果发现:在经850℃腐蚀实验后,涂层试样表面呈针状形貌,由Al2O3、TiO2和TiAl3相构成。在实验过程中,涂层试样始终保持完整,未发现开裂、剥落现象,表现出较好的抗腐蚀氧化性能。在900℃实验条件下,由于Na2SO4呈熔融状态,活泼的Na离子和S离子侵蚀破坏了表层Al2O3膜、降低了Al2O3/Al涂层的保护性。随着Na和S离子不断深入并与涂层和基体中的金属元素直接发生化学反应,生成了大量的反应气体和黏着性较差的氧化物和硫化物,使得涂层在膜层界面处出现裂纹并扩展,并最终导致涂层开裂、剥落。因此,在900℃腐蚀实验条件下,Al2O3/Al梯度热防护涂层的抗熔盐腐蚀性能依然不足。论文研究了Al2O3/Al梯度热防护涂层在不同载荷、不同转速以及不同温度下的摩擦磨损行为,并对磨损机理进行了探讨分析。研究结果发现:基体γ-TiAl合金表面制备Al2O3/Al涂层后,其高温耐磨性能得到有效的提高,摩擦系数和磨损率较之基体更小,摩擦系数曲线更加稳定。高温摩擦磨损实验中,基体的主要磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损;而Al2O3/Al涂层试样主要以磨粒磨损和粘着磨损为主,另伴有少量的氧化磨损。在部分实验条件下,Al2O3/Al涂层试样表面出现碎裂、剥落现象,而碎裂的Al2O3/Al涂层碎屑以及实验中产生的TiO2和Al2O3氧化物颗粒起到摩擦润滑剂的作用,一定程度上减小摩擦副之间的摩擦力和摩擦系数,起到了减磨的效果。论文研究了Al2O3/Al梯度热防护涂层在700、800、900和1000℃时的高温氧化行为,并对氧化机理进行了探讨分析。研究结果发现:随着氧化温度的升高,Al2O3/Al梯度热防护涂层对基体γ-TiAl合金的抗氧化性能提升越为明显。而在7001000℃的氧化实验中,Al2O3/Al涂层试样始终保持较好的抗氧化性能,未出现开裂、剥落的现象,α-Al2O3为表面氧化层的主要组成相并在抗高温氧化性能中发挥了重要作用,在本文最高氧化温度1000℃下涂层试样的氧化增重仅为1.43mg?cm-2。在高温氧化过程中,由于Ti和Al元素的互扩散,Al2O3/Al涂层由表层Al2O3层、中间富Al层与扩散过渡层的结构形式逐渐向表层氧化膜与Ti-Al互扩散层的结构形式转变。从XRD检测结果来看,经高温氧化实验后涂层主要由α-Al2O3、Ti-Al金属间化合物以及少量的TiO2组成。在高温条件下,中间富Al层的互扩散作用不但减小了涂层中因结构差异而产生的内应力、阻碍了Ti元素的外扩散,更为表面持续生成致密的Al2O3膜提供了充足的Al源。
李涌泉[8]（2014）在《TiAl合金表面Si-Al-Y共渗层的组织与性能研究》文中指出本文针对TiAl合金服役过程中其抗高温氧化性能不足，以及磨损，热腐蚀和冲蚀引起的失效问题，采用包埋渗技术在TiAl合金表面制备了Si-Al-Y共渗层，借助X射线衍射（XRD），扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等测试手段分析了共渗层的相组成、组织结构和形成机理，评价了TiAl基体及Si-Al-Y共渗层的抗高温氧化性能，摩擦磨损性能，热腐蚀性能及冲蚀性能，揭示了其高温氧化、摩擦磨损、热腐蚀及冲蚀失效机理。Si-Al-Y共渗层组织及相组成受催化剂类型、催化剂含量、稀土含量、Al含量和试验温度等因素的影响。Si-Al-Y共渗层的形成是一个在TiAl合金基体表面先沉积Al，后沉积Si的有序过程。采用优化工艺参数（渗剂组份为10Si-10Al-1Y2O3-8AlCl36H2O-71Al2O3（wt.%），共渗温度1050℃，保温4h）制备的Si-Al-Y共渗层具有多层结构，由外向内依次为TiSi2外层，（Ti,X）5Si4及（Ti,X）5Si3（X表示Nb, Cr）中间层，TiAl2和γ-TiAl内层及富Al过渡层。Si-Al-Y共渗层1000°C的氧化动力学曲线符合抛物线规律，并且抛物线速率常数较TiAl基材降低了约2个数量级，其良好的抗氧化性能是由于形成了由SiO2,TiO2及Al2O3组成的致密氧化膜（可以有效地阻止O元素的进入）。而Si的内扩散，Ti的外扩散及Al的内/外扩散是引起共渗层开裂失效的主要原因。TiAl基体和Si-Al-Y共渗层与两种摩擦配副（GCr15和SiC）在不同的试验条件下，相应的磨损机理有显着的差异，该差异在摩擦系数曲线、磨损失重及磨损形貌中均得到了充分体现。但总体上，在低温及高温条件下，Si-Al-Y共渗层均能显着提高TiAl基体的抗摩擦磨损性能。TiAl合金在900℃（75%Na2SO4+25%K2SO4）熔盐中热腐蚀时，基体中的层片状α2-Ti3Al相首先发生明显的选择性腐蚀，随后引起灾难性腐蚀；而TiAl合金表面的Si-Al-Y共渗层在热腐蚀初期显示了较好的耐蚀性能，随着热腐蚀时间的延长，Si-Al-Y共渗层发生内硫化，导致膜层开裂失效。在850℃（75%Na2SO4+25%NaCl）熔盐中热腐蚀时，NaCl加速了TiAl基体及Si-Al-Y共渗层的热腐蚀速度，热腐蚀程度更为严重。TiAl基体及Si-Al-Y共渗层在不同攻角下其耐冲蚀性能各异，在15°及30°小攻角下Si-Al-Y共渗层明显改善了TiAl基材的耐冲蚀性能，但在60°及90°攻角下Si-Al-Y共渗层耐冲蚀性能反而降低，这是由于在小攻角下冲蚀以切削损伤为主，而大攻角下疲劳破坏起主要作用,硬度是影响材料耐冲蚀性能的影响因素之一。
王玲[9]（2014）在《γ-TiAl合金表面溅射Al/Al2O3梯度涂层的工艺及其抗高温性能研究》文中提出γ-TiAl合金是一种新型轻质高温材料，密度是镍基合金的一半，却有与之相近的高温力学性能，具有广泛的应用前景。但γ-TiAl合金在700℃以上的高温环境中抗高温腐蚀性能不足严重限制其实际应用。本课题为解决γ-TiAl合金抗高温腐蚀性能不足的问题，采用磁控溅射和扩散处理技术在γ-TiAl合金表面制备Al/Al2O3梯度涂层。主要研究内容：（1）不同工艺参数对磁控溅射Al涂层及反应溅射Al2O3涂层的影响，扩散工艺参数对梯度层形成的影响。（2）用XRD、SEM及EDS等分析技术分析涂层的相结构、组织形貌及相应元素分布。通过划痕试验和显微硬度实验，分析涂层的基本力学性能；（3）在不同温度的箱式电阻炉中进行氧化实验、热震实验及Na2SO4熔盐腐蚀实验。用XRD、SEM及EDS等分析技术检测高温腐蚀后基体与涂层试样的相结构、组织形貌及相应元素分布，剖析抗高温氧化和抗熔盐腐蚀机理。结果表明：（1）磁控溅射Al涂层最优工艺参数：功率130W，工作气压0.5Pa，极间距40mm，Ar流量30sccm，时间5h；（2）扩散处理最优工艺参数：600℃扩散5h；（3）反应溅射Al2O3最佳工艺参数：功率130W，工作气压0.5Pa，极间距40mm，氩氧流量比7:1，时间2.5h；（4）涂层显微硬度值1450HV0.11600HV0.1，基体硬度350HV0.1；涂层与基体结合力为40N；（5）高温条件下，基体氧化层疏松，逐层氧化现象严重；致密的Al/Al2O3梯度涂层有效阻隔了O原子的侵入，表现出优良的抗高温氧化性能；（6）850℃下基体和涂层试样Na2SO4熔盐腐蚀仅发生氧化反应，Na2SO4熔盐为加速氧化的催化剂；900℃下Na2SO4熔盐腐蚀同时发生氧化反应及硫化反应。
张扬[10]（2013）在《γ-TiAl合金高温抗氧化改性层的研究》文中提出与传统高温合金相比，γ-TiAl具有密度低，比强度、比模量相对较高的优势，被公认为是最有发展前景的高温结构材料之一。随着其室温塑性的有效改善，800℃以上高温抗氧化能力的不足成为急需攻克的难题。本文采用固体粉末包埋渗和多弧离子镀技术在γ-TiAl合金表面制备铝化物改性层，对改性层的组织结构、相组成、力学性能进行了表征，研究了改性层抗热震性能和高温抗氧化性能。研究结果表明：两种不同工艺制备的铝化物改性层，厚度均匀，表面粗糙度均非常低。由于扩散层的存在，改性层与基体结合良好，具有良好的抗热震性能。静态空气中850℃恒温氧化100h后，两种改性层均生成了连续致密的Al2O3膜，有效地提高了γ-TiAl合金在850℃的抗氧化性能。950℃恒温氧化100h后，固体粉末包埋渗铝试样氧化层较薄，仅4μm左右，主要由Al2O3和少量TiO2组成，提高了γ-TiAl合金在950℃的抗氧化性能；而多弧离子镀铝试样氧化层较厚，约15μm，氧化膜由Al2O3和TiO2组成，且存在大量孔洞。900℃循环氧化试验表明，固体粉末包埋渗铝层有效地提高了γ-TiAl合金在900℃的抗循环氧化性能，而多弧离子镀铝试样循环87次，出现了明显剥落，表明多弧离子镀铝对γ-TiAl合金在900℃的抗循环氧化性能改善效果不如粉末包埋渗铝显着。
二、离子注入Cr、Y、Nb对γ-TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响（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、离子注入Cr、Y、Nb对γ-TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响（论文提纲范文）
（1）钼和钇掺杂浓度对γ-TiAl基合金抗氧化性能影响的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 钛铝合金的概述 |
| 1.1.1 背景介绍 |
| 1.1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2 选题的意义与研究内容 |
| 1.2.1 研究意义 |
| 1.2.2 研究技术路线 |
| 第二章 理论方法与研究方案 |
| 2.1 理论方法与软件简介 |
| 2.1.1 第一性原理方法 |
| 2.1.2 密度泛函理论 |
| 2.1.3 计算软件简介 |
| 2.2 模型建立与研究方案 |
| 2.3 计算与研究方案 |
| 第三章 Mo掺杂浓度对γ-TiAl基合金抗氧化性能的影响 |
| 3.1 Mo替位掺杂对γ-TiAl基合金体系稳定性的影响 |
| 3.1.1 Mo替位掺杂γ-TiAl体系的原子平均形成能与能量稳定性 |
| 3.1.2 Mo替位掺杂γ-TiAl基合金体系的弹性常数与力学稳定性 |
| 3.2 Mo替位掺杂γ-TiAl基合金体系的弹性模量与延性 |
| 3.3 Mo替位掺杂γ-TiAl基合金体系的密度 |
| 3.4 Mo替位掺杂γ-TiAl体系的抗氧化性 |
| 3.4.1 间隙氧原子的形成能对Mo掺杂γ-TiAl基合金抗氧化性的影响 |
| 3.4.2 Ti、Al空位的形成能对Mo掺杂γ-TiAl基合金抗氧化性的影响 |
| 3.5 Mo替位掺杂γ-TiAl基合金体系的电子性质与抗氧化性 |
| 3.5.1 体系SM_(01)-O,SM_(31)-O和 SM_0-O中的与O原子相关的化学键性质 |
| 3.5.2 体系SM_(01),SM_(31)和S_0中原子间的化学键性质 |
| 3.5.3 体系SM_(01),SM_(31),S_0,SM_(01)-O,SM_(31)-O和 SM_0-O的态密度分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Y掺杂浓度对γ-TiAl基合金抗氧化性能的影响 |
| 4.1 Y替位掺杂对γ-TiAl基合金体系的形成能与能量稳定性 |
| 4.2 Y替位掺杂γ-TiAl基合金体系的密度 |
| 4.3 Y替位掺杂γ-TiAl基合金体系的抗氧化性 |
| 4.3.1 间隙氧原子的形成能对Y掺杂γ-TiAl基合金抗氧化性的影响 |
| 4.3.2 Ti、Al空位的形成能对Y掺杂γ-TiAl基合金抗氧化性的影响 |
| 4.4 Y替位掺杂γ-TiAl基合金体系的电子性质与抗氧化性 |
| 4.4.1 体系SY_(13)-O,SY_(30)-O和 S_0-O中与O原子的相关化学键性质 |
| 4.4.2 体系SY_(10),SY_(30)和S_0中原子间的化学键性质 |
| 4.4.3 体系SY_(10),SY_(30)和S_0体系的态密度分析 |
| 4.5 Mo掺杂γ-TiAl体系SM_(31)与Y掺杂γ-TiAl体系SY_(30) 的比较研究 |
| 4.5.1 体系SM_(31)和SY_(30)的稳定性 |
| 4.5.2 体系SM_(31)和SY_(30)的密度 |
| 4.5.3 体系SM_(31)-O和 SY_(30)-O的抗氧化性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（2）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 |
（3）γ-TiAl合金表面NiCr/YSZ复合涂层的制备及阻燃性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 TiAl金属间化合物 |
| 1.2 γ-TiAl合金的应用及存在问题 |
| 1.2.1 γ-TiAl合金的抗高温氧化性能 |
| 1.2.2 γ-TiAl合金的耐磨性能 |
| 1.2.3 “钛火”故障 |
| 1.3 “钛火”防护方法 |
| 1.3.1 改进结构设计 |
| 1.3.2 阻燃钛合金 |
| 1.3.3 阻燃涂层 |
| 1.3.4 阻燃性能评价方法 |
| 1.4 双层辉光等离子表面冶金技术及多弧离子镀技术 |
| 1.4.1 双层辉光等离子表面冶金技术 |
| 1.4.2 多弧离子镀技术 |
| 1.5 课题的提出及可行性分析 |
| 1.5.1 课题的提出 |
| 1.5.2 可行性分析 |
| 1.5.3 研究内容 |
| 1.5.4 技术路线图 |
| 第二章 试验材料、设备及方法 |
| 2.1 涂层制备方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.1.3 制备方法 |
| 2.2 NiCr/YSZ复合涂层的组织形貌、显微硬度及抗热震性能表征 |
| 2.3 高温氧化试验方案 |
| 2.4 摩擦磨损试验方案 |
| 2.5 激光烧蚀试验方案 |
| 第三章 NiCr/YSZ复合涂层的制备工艺、组织结构及抗热震性能研究 |
| 3.1 NiCr/YSZ复合涂层的制备工艺研究 |
| 3.1.1 NiCr合金层的制备 |
| 3.1.2 YSZ层的制备 |
| 3.2 NiCr/YSZ复合涂层的形貌、成分及组织结构分析 |
| 3.2.1 表面形貌及成分分析 |
| 3.2.2 截面形貌及成分分析 |
| 3.2.3 物相分析 |
| 3.3 NiCr/YSZ复合涂层的显微硬度及抗热震性能分析 |
| 3.3.1 显微硬度分析 |
| 3.3.2 抗热震性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 NiCr/YSZ复合涂层的高温氧化行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 850℃下NiCr/YSZ复合涂层的恒温氧化行为研究 |
| 4.2.1 氧化动力学分析 |
| 4.2.2 氧化膜表面形貌及产物分析 |
| 4.2.3 氧化膜截面形貌及成分分析 |
| 4.3 950℃下NiCr/YSZ复合涂层的恒温氧化行为研究 |
| 4.3.1 氧化动力学分析 |
| 4.3.2 氧化膜表面形貌及产物分析 |
| 4.3.3 氧化膜截面形貌及成分分析 |
| 4.4 1050℃下NiCr/YSZ复合涂层的恒温氧化行为研究 |
| 4.4.1 氧化动力学分析 |
| 4.4.2 氧化膜表面形貌及产物分析 |
| 4.4.3 氧化膜截面形貌及成分分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 NiCr/YSZ复合涂层的摩擦学行为研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 载荷因素对NiCr/YSZ复合涂层摩擦行为的影响 |
| 5.2.1 试验条件及参数 |
| 5.2.2 摩擦系数 |
| 5.2.3 磨损形貌 |
| 5.2.4 磨损量 |
| 5.3 温度因素对NiCr/YSZ复合涂层摩擦行为的影响 |
| 5.3.1 试验条件及参数 |
| 5.3.2 摩擦系数 |
| 5.3.3 磨损形貌 |
| 5.3.4 磨损量 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 NiCr/YSZ复合涂层的激光烧蚀行为研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 γ-TiAl合金表面激光烧蚀行为研究 |
| 6.2.1 100-300W功率下γ-TiAl合金的烧蚀形貌及轮廓 |
| 6.2.2 400-800W功率下γ-TiAl合金的烧蚀形貌及轮廓 |
| 6.2.3 1000-1200W功率下γ-TiAl合金的烧蚀形貌及轮廓 |
| 6.3 NiCr/YSZ复合涂层表面激光烧蚀行为研究 |
| 6.3.1 100-300W功率下NiCr/YSZ复合涂层的烧蚀形貌及轮廓 |
| 6.3.2 400-1000W功率下NiCr/YSZ复合涂层的烧蚀形貌及轮廓 |
| 6.3.3 1200W功率下NiCr/YSZ复合涂层的烧蚀形貌及轮廓 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（4）γ-TiAl合金表面等离子Ta-W合金化及其抗高温氧化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 钛及钛铝基合金概述 |
| 1.2 TiAl基合金高温氧化问题 |
| 1.2.1 TiAl基合金的高温氧化行为 |
| 1.2.2 TiAl基合金氧化膜结构 |
| 1.2.3 表面状态对氧化性能的影响 |
| 1.3 TiAl基合金抗氧化表面改性方法 |
| 1.3.1 常用表面改性方法 |
| 1.3.2 双层辉光等离子表面改性 |
| 1.4 基于第一性原理的表面改性机理分析 |
| 1.4.1 原子占位倾向及空位形成能研究现状 |
| 1.4.2 氧吸附研究现状 |
| 1.5 课题的提出及可行性分析 |
| 1.5.1 课题的提出 |
| 1.5.2 可行性分析 |
| 1.5.3 课题的研究内容 |
| 1.5.4 技术路线 |
| 第二章 γ-Ti Al合金表面抗高温氧化Ta-W合金层的制备及性能研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料、设备及研究方法 |
| 2.2.1 γ-Ti Al基体材料、源极靶材的选择与结构设计 |
| 2.2.2 实验设备与步骤 |
| 2.3 Ta-W合金层组织及基本力学性能测试方法 |
| 2.4 基体及Ta-W合金层的高温氧化实验方法 |
| 2.4.1 氧化试样预处理 |
| 2.4.2 氧化实验设备及方案 |
| 2.4.3 氧化性能表征方法 |
| 第三章 Ta-W合金层制备工艺、组织结构及力学性能表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ta-W合金层制备工艺参数的选择 |
| 3.2.1 工艺参数对Ta-W合金层的影响 |
| 3.2.2 最佳工艺参数制定 |
| 3.3 Ta-W合金层的形貌、成分与组织结构分析 |
| 3.3.1 合金层的表面形貌与成分分析 |
| 3.3.2 合金层的截面形貌与成分分析 |
| 3.3.3 基体及合金层的XRD物相分析 |
| 3.4 合金层力学性能测试 |
| 3.4.1 合金层结合力测试分析 |
| 3.4.2 合金层显微硬度测试分析 |
| 3.4.3 纳米压痕测试分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基体及Ta-W合金层高温氧化行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 800 ℃高温氧化实验结果分析 |
| 4.2.1 氧化动力学曲线 |
| 4.2.2 表面氧化产物分析 |
| 4.2.3 氧化膜表面形貌、成分分析 |
| 4.2.4 氧化膜截面形貌、成分分析 |
| 4.3 900 ℃高温氧化实验结果分析 |
| 4.3.1 氧化动力学曲线 |
| 4.3.2 表面氧化产物分析 |
| 4.3.3 氧化膜表面形貌、成分分析 |
| 4.3.4 氧化膜截面形貌、成分分析 |
| 4.4 合金层900℃高温氧化不同时间段氧化行为分析 |
| 4.4.1 不同时间段表面氧化形貌分析 |
| 4.4.2 不同时间段Ta-W合金化试样截面氧化形貌分析 |
| 4.4.3 不同时间段Ta-W合金化试样氧化产物分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于第一性原理Ta-W合金化及氧化机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基础理论及计算方法 |
| 5.2.1 密度泛函理论(DFT)简介 |
| 5.2.2 交换关联能泛函 |
| 5.2.3 模型的搭建与计算 |
| 5.3 TaW在 γ-Ti Al晶胞中的占位倾向 |
| 5.3.1 模型构建及计算方法 |
| 5.3.2 形成能和稳定性分析 |
| 5.4 TaW掺杂对Ti、Al空位形成的影响 |
| 5.4.1 模型构建及计算方法 |
| 5.4.2 空位形成能结果分析 |
| 5.5 TaW掺杂前后O在 γ-Ti Al表面的吸附行为 |
| 5.5.1 模型构建及计算方法 |
| 5.5.2 吸附能结果分析 |
| 5.5.3 电子态密度分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（5）γ-TiAl合金表面等离子Ta、Nb合金化及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 Ti-Al系金属间化合物材料及应用 |
| 1.1.1 TiAl基合金 |
| 1.1.2 TiAl基合金的应用及存在问题 |
| 1.2 改善TiAl基合金抗高温氧化性能的研究进展 |
| 1.3 改善TiAl基合金耐磨性能的研究进展 |
| 1.4 双层辉光等离子表面冶金技术 |
| 1.4.1 传统表面处理技术 |
| 1.4.2 双层辉光等离子表面冶金技术的基本原理 |
| 1.4.3 双层辉光等离子表面冶金技术的特点 |
| 1.4.4 双层辉光等离子表面冶金技术的应用 |
| 1.5 课题的提出和可行性分析 |
| 1.5.1 课题的提出 |
| 1.5.2 可行性分析 |
| 1.5.3 课题研究内容 |
| 第二章 实验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料及合金层制备方法 |
| 2.1.1 试验前期准备 |
| 2.1.2 试验设备原理 |
| 2.1.3 合金层制备过程 |
| 2.2 合金层组织及基本力学性能表征 |
| 2.3 氧化试验方案 |
| 2.3.1 氧化试样预处理 |
| 2.3.2 氧化试验过程 |
| 2.3.3 检测与分析 |
| 2.4 摩擦磨损试验方案 |
| 2.4.1 试验原理及设备 |
| 2.4.2 试验参数 |
| 2.4.3 检测与分析 |
| 第三章 Ta,Nb合金层组织结构与力学性能研究 |
| 3.1 合金层组织形貌与成分分析 |
| 3.1.1 合金层的表面形貌与成分分析 |
| 3.1.2 合金层的截面形貌与成分分析 |
| 3.1.3 合金层的相组成分析 |
| 3.1.4 合金层的微观结构分析 |
| 3.2 Ta,Nb合金层力学性能测试 |
| 3.2.1 显微硬度 |
| 3.2.2 纳米压痕 |
| 3.3 Ta与Nb在γ-TiAl晶胞中的占位倾向分析 |
| 3.3.1 计算模型 |
| 3.3.2 计算方法 |
| 3.3.3 形成能和结合能 |
| 3.3.4 计算结果 |
| 3.4 Ta与Nb元素对γ-TiAl表面氧吸附影响机理研究 |
| 3.4.1 计算模型与方法 |
| 3.4.2 氧表面吸附与氧化物形核 |
| 3.4.3 吸附前后体系态密度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Ta、Nb合金层的高温氧化行为研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 700 ℃氧化实验结果与分析 |
| 4.2.1 氧化动力学曲线 |
| 4.2.2 表面氧化产物分析 |
| 4.2.3 氧化膜表面形貌及成分分析 |
| 4.2.4 合金层氧化膜截面形貌 |
| 4.3 800 ℃氧化实验结果与分析 |
| 4.3.1 氧化动力学曲线 |
| 4.3.2 表面氧化产物分析 |
| 4.3.3 氧化膜表面形貌及成分分析 |
| 4.3.4 合金层氧化膜截面形貌 |
| 4.4 900 ℃氧化实验结果与分析 |
| 4.4.1 氧化动力学曲线 |
| 4.4.2 表面氧化产物分析 |
| 4.4.3 氧化膜表面形貌及成分分析 |
| 4.4.4 合金层氧化膜截面形貌 |
| 4.5 合金层氧化机理初探 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 Ta、Nb合金层的摩擦学行为研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 温度因素对合金层摩擦行为的影响 |
| 5.2.1 实验条件及参数 |
| 5.2.2 摩擦系数 |
| 5.2.3 磨痕形貌 |
| 5.2.4 磨损量 |
| 5.3 速度因素对合金层摩擦行为的影响 |
| 5.3.1 试验参数及条件 |
| 5.3.2 摩擦系数 |
| 5.3.3 磨痕形貌 |
| 5.3.4 磨损量 |
| 5.4 载荷因素对合金层摩擦行为的影响 |
| 5.4.1 试验参数及条件 |
| 5.4.2 摩擦系数 |
| 5.4.3 磨痕形貌 |
| 5.4.4 磨损量 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）钛合金激光表面Ti-Al-X多元合金化层的组织和性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 钛及钛合金表面改性技术 |
| 1.2.1 热扩渗技术 |
| 1.2.2 离子注入技术 |
| 1.2.3 预氧化和微弧氧化技术 |
| 1.2.4 激光表面改性处理 |
| 1.2.5 热喷涂技术 |
| 1.3 钛及钛合金表面抗高温氧化涂层 |
| 1.3.1 金属基涂层 |
| 1.3.2 陶瓷涂层 |
| 1.4 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 合金化粉末材料 |
| 2.2 激光表面合金化设备与工艺 |
| 2.3 组织性能分析测试方法 |
| 2.3.1 试样制备方法 |
| 2.3.2 物相结构分析与显微组织观察 |
| 2.3.3 显微硬度及摩擦磨损性能测试 |
| 2.3.4 高温氧化行为分析 |
| 第3章 Ti-Al二元合金化层的组织和性能 |
| 3.1 Ti-Al合金化层的设计原则 |
| 3.2 Ti-Al合金化层的制备及组织结构 |
| 3.3 Ti-Al合金化层在800℃的高温氧化行为 |
| 3.3.1 Ti-Al合金化层的氧化产物 |
| 3.3.2 Ti-Al合金化层的氧化膜形貌 |
| 3.3.3 Ti-Al合金化层的氧化动力学 |
| 3.4 Ti-Al合金化层的摩擦磨损行为 |
| 3.4.1 Ti-Al合金化层的硬度 |
| 3.4.2 Ti-Al合金化层的摩擦磨损行为 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Ti-Al-xNb三元合金化层的组织和性能 |
| 4.1 Ti-Al-xNb合金化层的设计原则 |
| 4.2 Ti-Al-xNb合金化层的制备 |
| 4.3 Ti-Al-xNb合金化层的组织结构 |
| 4.3.1 Ti-Al-xNb合金化层的物相结构 |
| 4.3.2 Ti-Al-xNb合金化层的组织结构 |
| 4.4 Ti-Al-xNb合金化层在800℃的高温氧化行为 |
| 4.4.1 Ti-Al-xNb合金化层的氧化产物 |
| 4.4.2 Ti-Al-xNb合金化层的氧化膜形貌 |
| 4.4.3 Ti-Al-xNb合金化层的氧化动力学 |
| 4.4.4 Nb添加提高Ti-Al-xNb合金化层抗高温氧化性能作用机理分析 |
| 4.5 Ti-Al-xNb合金化层的摩擦磨损行为 |
| 4.5.1 Ti-Al-xNb合金化层室温下的硬度 |
| 4.5.2 Ti-Al-40Nb合金化层的摩擦磨损行为 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Ti-Al-xSi三元合金化层的组织和性能 |
| 5.1 Ti-Al-xSi合金化层的设计原则 |
| 5.2 Ti-Al-xSi合金化层的制备 |
| 5.3 Ti-Al-xSi合金化层的组织结构 |
| 5.3.1 Ti-Al-xSi合金化层的物相结构 |
| 5.3.2 Ti-Al-xSi合金化层的组织结构 |
| 5.4 Ti-Al-xSi合金化层在800℃的高温氧化行为 |
| 5.4.1 Ti-Al-xSi合金化层的氧化产物 |
| 5.4.2 Ti-Al-xSi合金化层氧化膜形貌 |
| 5.4.3 Ti-Al-xSi合金化层的氧化动力学 |
| 5.4.4 Si添加提高Ti-Al-xSi合金化层抗高温氧化性能作用机理分析 |
| 5.5 Ti-Al-xSi合金化层的摩擦磨损行为 |
| 5.5.1 Ti-Al-xSi合金化层的硬度 |
| 5.5.2 Ti-Al-xSi合金化层的摩擦磨损行为 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 Ti-Al-xNb-ySi四元合金化层的组织和性能 |
| 6.1 Ti-Al-xNb-ySi合金化层的设计原则 |
| 6.2 Ti-Al-xNb-ySi合金化层的制备 |
| 6.3 Ti-Al-xNb-ySi合金化层的组织结构 |
| 6.3.1 Ti-Al-xNb-ySi合金化层的物相结构 |
| 6.3.2 Ti-Al-xNb-ySi合金化层的显微组织 |
| 6.4 Ti-Al-xNb-ySi合金化层在800℃的高温氧化行为 |
| 6.4.1 Ti-Al-xNb-ySi合金化层的氧化产物 |
| 6.4.2 Ti-Al-xNb-ySi合金化层氧化膜的表面形貌 |
| 6.4.3 Ti-Al-xNb-ySi合金化层氧化膜的截面结构 |
| 6.4.4 Ti-Al-x Nb-ySi合金化层的氧化动力学 |
| 6.4.5 Nb和Si复合添加提高Ti-Al-xNb-ySi合金化层抗高温氧化性能作用 |
| 6.5 Ti-Al-xNb-ySi合金化层的摩擦磨损行为 |
| 6.5.1 Ti-Al-xNb-ySi合金化层的硬度 |
| 6.5.2 Ti-Al-xNb-ySi合金化层的摩擦磨损行为 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其他科研成果 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）γ-TiAl表面Al2O3/Al梯度热防护涂层的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钛铝基合金概述 |
| 1.2.1 钛铝基合金的晶体结构 |
| 1.2.2 钛铝基合金的物理性质 |
| 1.2.3 钛铝基合金的发展历程 |
| 1.2.4 钛铝基合金的应用 |
| 1.3 钛铝基合金的高温使用缺陷 |
| 1.3.1 钛铝基合金的抗高温腐蚀性能不足 |
| 1.3.2 钛铝基合金的抗高温磨损性能不足 |
| 1.3.3 钛铝基合金的抗高温氧化性能不足 |
| 1.4 钛铝基合金表面强化技术 |
| 1.4.1 传统表面处理技术 |
| 1.4.2 新型高温防护涂层 |
| 1.5 课题的提出 |
| 1.5.1 课题的提出 |
| 1.5.2 可行性分析 |
| 1.6 主要研究内容和技术路线 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 第二章 实验材料、设备及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 工艺实验设备与装置 |
| 2.3 涂层设计与制备方法 |
| 2.3.1 涂层元素的选取 |
| 2.3.2 涂层的结构设计 |
| 2.3.3 涂层的制备方法 |
| 2.4 试样分析设备与方法 |
| 2.4.1 组织结构的表征与分析 |
| 2.4.2 显微硬度测试 |
| 2.4.3 纳米压入测试 |
| 2.4.4 结合力测试 |
| 2.4.5 高温熔盐腐蚀实验 |
| 2.4.6 高温球盘摩擦磨损实验 |
| 2.4.7 高温氧化实验 |
| 第三章 γ-Ti Al合金表面热防护涂层的设计和制备研究 |
| 3.1 热防护涂层的一般要求 |
| 3.2 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层制备工艺研究 |
| 3.2.1 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层制备工艺参数的制定 |
| 3.2.2 极间距对Al_2O_3/Al梯度热防护涂层组织和结构的影响 |
| 3.2.3 工作气压对Al_2O_3/Al梯度热防护涂层组织和结构的影响 |
| 3.2.4 溅射功率对Al_2O_3/Al梯度热防护涂层组织和结构的影响 |
| 3.3 优化工艺参数下Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的显微组织和相结构 |
| 3.3.1 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的优化制备工艺参数 |
| 3.3.2 优化工艺参数下Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的显微组织分析 |
| 3.3.3 优化工艺参数下Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的相结构分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的力学性能和膜基结合力分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的显微硬度 |
| 4.2.1 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的表面显微硬度测试 |
| 4.2.2 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的截面显微硬度测试 |
| 4.3 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的纳米压入表征 |
| 4.4 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的结合力 |
| 4.4.1 划痕实验测Al_2O_3/Al梯度热防护涂层与基体的结合强度 |
| 4.4.2 拉伸剥离实验测Al_2O_3/Al梯度热防护涂层与基体的结合强度 |
| 4.4.3 热震实验测Al_2O_3/Al梯度热防护涂层与基体的结合强度 |
| 4.4.4 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层与基体的结合强度的综合评定 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的高温熔盐腐蚀行为研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 850 ℃下Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的高温熔盐腐蚀行为研究 |
| 5.2.1 表面宏观形貌 |
| 5.2.2 表面SEM形貌及EDS结果 |
| 5.2.3 截面SEM形貌及EDS结果 |
| 5.2.4 表面XRD分析结果 |
| 5.2.5 熔盐腐蚀动力学曲线 |
| 5.3 900 ℃下Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的高温熔盐腐蚀行为研究 |
| 5.3.1 表面宏观形貌 |
| 5.3.2 表面SEM形貌及EDS结果 |
| 5.3.3 截面SEM形貌及EDS结果 |
| 5.3.4 表面XRD分析结果 |
| 5.3.5 熔盐腐蚀动力学曲线 |
| 5.4 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的高温熔盐腐蚀机理研究 |
| 5.4.1 850 ℃下基体熔盐腐蚀机理 |
| 5.4.2 850 ℃下涂层试样腐蚀机理 |
| 5.4.3 900 ℃下基体熔盐腐蚀机理 |
| 5.4.4 900 ℃下涂层试样腐蚀机理 |
| 5.5 国内外相关研究结果对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的高温摩擦学行为研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 载荷因素对Al_2O_3/Al梯度热防护涂层高温摩擦磨损行为的影响 |
| 6.2.1 摩擦系数 |
| 6.2.2 磨痕形貌 |
| 6.2.3 磨损量和磨损率 |
| 6.2.4 磨损行为分析 |
| 6.3 转速因素对Al_2O_3/Al梯度热防护涂层高温摩擦磨损行为的影响 |
| 6.3.1 摩擦系数 |
| 6.3.2 磨痕形貌 |
| 6.3.3 磨损量和磨损率 |
| 6.3.4 磨损行为分析 |
| 6.4 温度因素对Al_2O_3/Al梯度热防护涂层高温摩擦磨损行为的影响 |
| 6.4.1 摩擦系数 |
| 6.4.2 磨痕形貌 |
| 6.4.3 磨损量和磨损率 |
| 6.4.4 磨损行为分析 |
| 6.5 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的高温摩擦磨损机理分析 |
| 6.6 国内外相关研究结果对比 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的高温氧化行为研究 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 700 ℃下Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的高温氧化行为研究 |
| 7.2.1 微观形貌及成分分析 |
| 7.2.2 表面XRD图谱分析 |
| 7.2.3 氧化动力学分析 |
| 7.3 800 ℃下Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的高温氧化行为研究 |
| 7.3.1 微观形貌及成分分析 |
| 7.3.2 表面XRD图谱分析 |
| 7.3.3 氧化动力学分析 |
| 7.4 900 ℃下Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的高温氧化行为研究 |
| 7.4.1 微观形貌及成分分析 |
| 7.4.2 表面XRD图谱分析 |
| 7.4.3 氧化动力学分析 |
| 7.5 1000 ℃下Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的高温氧化行为研究 |
| 7.5.1 微观形貌及成分分析 |
| 7.5.2 表面XRD图谱分析 |
| 7.5.3 氧化动力学分析 |
| 7.6 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层在高温氧化过程中的演变规律及其抗高温氧化机理 |
| 7.6.1 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层在高温氧化过程中的演变规律 |
| 7.6.2 Al_2O_3/Al梯度热防护涂层的抗高温氧化机理 |
| 7.7 国内外相关研究结果对比 |
| 7.8 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）TiAl合金表面Si-Al-Y共渗层的组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 论文的主要创新点与贡献 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及选题意义 |
| 1.2 TiAl 合金的发展研究现状 |
| 1.2.1 TiAl 合金的发展沿革 |
| 1.2.2 TiAl 合金的基本特性 |
| 1.2.3 TiAl 合金发展中存在的问题 |
| 1.3 TiAl 合金表面处理技术 |
| 1.3.1 激光表面处理技术 |
| 1.3.2 离子注入 |
| 1.3.3 热喷涂技术 |
| 1.3.4 其它表面处理技术 |
| 1.4 包埋渗技术概述 |
| 1.4.1 包埋渗的技术分类 |
| 1.4.2 包埋渗法制备涂层 |
| 1.5 本文研究内容与技术路线 |
| 第2章 试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 包埋渗渗剂原料 |
| 2.2 共渗层的制备 |
| 2.2.1 试验设备 |
| 2.2.2 共渗层制备工艺流程 |
| 2.3 共渗层组织形貌与结构分析 |
| 2.4 共渗层性能测试方法 |
| 2.4.1 显微硬度测试 |
| 2.4.2 抗热冲击性能试验 |
| 2.4.3 高温氧化试验 |
| 2.4.4 摩擦磨损试验 |
| 2.4.5 冲蚀试验 |
| 2.4.6 热腐蚀试验 |
| 第3章 Si-Al-Y 共渗层的制备 |
| 3.1 Si-Al-Y 共渗层的制备工艺 |
| 3.2 Si-Al-Y 共渗层的结构和组织形成 |
| 3.2.1 催化剂对 Si-Al-Y 共渗层结构的影响 |
| 3.2.1.1 催化剂的选择 |
| 3.2.1.2 采用不同种类催化剂制备的 Si-Al-Y 共渗层的组织结构和成分 |
| 3.2.1.3 讨论 |
| 3.2.2 催化剂含量对 Si-Al-Y 共渗层的影响 |
| 3.2.2.1 采用不同催化剂含量制备的 Si-Al-Y 共渗层的组织结构 |
| 3.2.2.2 讨论 |
| 3.2.3 温度对 Si-Al-Y 共渗层的影响 |
| 3.2.3.1 不同温度条件下制备的 Si-Al-Y 共渗层的组织结构 |
| 3.2.3.2 讨论 |
| 3.2.4 稀土含量对 Si-Al-Y 共渗层的影响 |
| 3.2.4.1 采用不同含量 Y2O3制备的 Si-Al-Y 共渗层的组织结构 |
| 3.2.4.2 讨论 |
| 3.2.5 Al 含量对 Si-Al-Y 共渗层结构的影响 |
| 3.2.5.1 采用 5wt.% Al 含量的渗剂制备的 Si-Al-Y 共渗层的组织结构 |
| 3.2.5.2 讨论 |
| 3.2.6 Si-Al-Y 共渗层的组织形成机理 |
| 3.2.6.1 保温 0, 0.5 和 1.5h 后制备的 Si-Al-Y 共渗层的组织结构 |
| 3.2.6.2 讨论 |
| 3.2.7 综合分析 |
| 3.3 Si-Al-Y 共渗层的基本性能表征 |
| 3.3.1 Si-Al-Y 共渗层的显微硬度 |
| 3.3.2 Si-Al-Y 共渗层的抗热冲击性能 |
| 3.3.3 Si-Al-Y 共渗后基体的力学性能 |
| 3.3.3.1 力学性能的评价指标和试验方法 |
| 3.3.3.2 拉伸试验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Si-Al-Y 共渗层的高温氧化性能研究 |
| 4.1 TiAl 基体的抗高温氧化性能 |
| 4.1.1 氧化膜表面分析 |
| 4.1.2 氧化膜的截面形貌 |
| 4.1.3 讨论 |
| 4.2 Si-Al-Y 共渗层的抗高温氧化性能 |
| 4.2.1 氧化膜表面分析 |
| 4.2.2 氧化膜截面分析 |
| 4.2.3 讨论 |
| 4.3 TiAl 基体及 Si-Al-Y 共渗层氧化动力学 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Si-Al-Y 共渗层的摩擦磨损性能研究 |
| 5.1 TiAl 基体和 Si-Al-Y 共渗层与 GCr15 球对磨 |
| 5.1.1 摩擦系数 |
| 5.1.2 磨损率 |
| 5.1.3 GCr15 球的摩擦磨损形貌 |
| 5.1.4 TiAl 合金及 Si-Al-Y 共渗层的磨损形貌与磨损机制 |
| 5.1.4.1 TiAl 合金的磨损形貌与磨损机制 |
| 5.1.4.2 Si-Al-Y 共渗层的磨损形貌与磨损机制 |
| 5.2 TiAl 基体和 Si-Al-Y 共渗层与 SiC 球对磨 |
| 5.2.1 摩擦系数 |
| 5.2.2 磨损率 |
| 5.2.3 SiC 球的摩擦磨损形貌 |
| 5.2.4 TiAl 合金及 Si-Al-Y 共渗层的磨损形貌与磨损机制 |
| 5.2.4.1 TiAl 合金的磨损形貌与磨损机制 |
| 5.2.4.2 Si-Al-Y 共渗层的磨损形貌与磨损机制 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 Si-Al-Y 共渗层的冲蚀及热腐蚀性能研究 |
| 6.1 TiAl 基体和 Si-Al-Y 共渗层的抗冲蚀性能 |
| 6.1.1 TiAl 基体及 Si-Al-Y 共渗层的冲蚀率 |
| 6.1.2 冲蚀形貌与冲蚀机理分析 |
| 6.2 TiAl 基体和 Si-Al-Y 共渗层的抗热腐蚀性能 |
| 6.2.1 TiAl 基体和 Si-Al-Y 共渗层抗(Na,K)_2SO_4热腐蚀的性能 |
| 6.2.1.1 热腐蚀动力学 |
| 6.2.1.2 TiAl 基体热腐蚀形貌分析 |
| 6.2.1.3 Si-Al-Y 共渗层热腐蚀形貌分析 |
| 6.2.1.4 讨论 |
| 6.2.2 TiAl 基体和 Si-Al-Y 共渗层抗 Na_2SO_4+NaCl 热腐蚀的性能 |
| 6.2.2.1 热腐蚀动力学 |
| 6.2.2.2 TiAl 基体热腐蚀形貌分析 |
| 6.2.2.3 Si-Al-Y 共渗层热腐蚀形貌分析 |
| 6.2.2.4 讨论 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间申请的专利和发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）γ-TiAl合金表面溅射Al/Al2O3梯度涂层的工艺及其抗高温性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 图表清单 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 γ-TiAl 合金概述 |
| 1.1.1 γ-TiAl 合金国内外研究现状 |
| 1.2 γ-TiAl 合金抗高温氧化性能的研究 |
| 1.2.1 γ-TiAl 合金氧化的机理模型 |
| 1.2.2 改善抗氧化性能的研究 |
| 1.3 γ-TiAl 合金抗熔盐腐蚀性能的研究 |
| 1.3.1 γ-TiAl 合金 Na_2SO_4熔盐腐蚀的机理模型 |
| 1.3.2 改善熔盐腐蚀性能的研究 |
| 1.4 磁控溅射技术 |
| 1.4.1 磁控溅射原理 |
| 1.4.2 磁控溅射优缺点 |
| 1.5 课题提出的目的及意义 |
| 1.6 研究目标及内容 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.7 研究路线 |
| 1.7.1 试验方案 |
| 1.7.2 技术路线 |
| 第二章 磁控溅射 Al/Al_2O_3梯度涂层的工艺研究 |
| 引言 |
| 2.1 磁控溅射 Al/Al_2O_3梯度涂层的设备、方法及过程 |
| 2.1.1 试验设备及材料 |
| 2.1.2 试验布置方式 |
| 2.1.3 试验步骤 |
| 2.2 磁控溅射 Al 涂层的工艺研究 |
| 2.2.1 磁控溅射 Al 涂层的工艺方案及优化 |
| 2.2.2 实验结果与分析 |
| 2.3 扩散处理的工艺研究 |
| 2.4 反应溅射 Al_2O_3涂层的工艺研究 |
| 2.4.1 反应溅射 Al_2O_3涂层工艺方案及优化 |
| 2.4.2 实验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Al/Al_2O_3梯度涂层的组织形貌及基本力学性能分析 |
| 引言 |
| 3.1 磁控溅射 Al/Al_2O_3梯度涂层的最优工艺方案 |
| 3.2 Al/Al_2O_3梯度涂层的表面形貌及成分分析 |
| 3.2.1 宏观表面形貌分析 |
| 3.2.2 微观表面形貌及成分分析 |
| 3.3 Al/Al_2O_3梯度涂层的截面形貌及成分分析 |
| 3.4 Al/Al_2O_3梯度涂层的硬度测试 |
| 3.4.1 表面显微硬度测试 |
| 3.4.2 截面显微硬度测试 |
| 3.5 Al/Al_2O_3梯度涂层的结合力测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 γ-TiAl 合金基体及涂层的抗高温氧化与抗热震性能研究 |
| 引言 |
| 4.1 700℃氧化实验结果 |
| 4.1.1 氧化动力学分析 |
| 4.1.2 表面 XRD 图谱分析 |
| 4.1.3 微观形貌及成分分析 |
| 4.2 800℃氧化实验结果 |
| 4.2.1 氧化动力学曲线 |
| 4.2.2 表面 XRD 图谱分析 |
| 4.2.3 微观形貌及成分分析 |
| 4.3 900℃氧化实验结果 |
| 4.3.1 氧化动力学分析 |
| 4.3.2 表面 XRD 图谱分析 |
| 4.3.3 微观形貌及成分分析 |
| 4.4 1000℃氧化实验结果 |
| 4.4.1 氧化动力学分析 |
| 4.4.2 表面 XRD 图谱分析 |
| 4.4.3 宏观形貌及成分分析 |
| 4.5 氧化机理分析 |
| 4.5.1 基体氧化机理分析 |
| 4.5.2 涂层氧化机理分析 |
| 4.6 热震实验及表面形貌分析 |
| 4.6.1 宏观表面形貌分析 |
| 4.6.2 微观表面形貌分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 γ-TiAl 合金基体及涂层抗高温熔盐腐蚀性能研究 |
| 引言 |
| 5.1 实验流程 |
| 5.1.1 测试材料和设备 |
| 5.1.2 实验过程 |
| 5.2 实验结果分析 |
| 5.2.1 850℃熔盐腐蚀实验结果 |
| 5.2.2 900℃熔盐腐蚀实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间研究成果及发表的学术论文 |
（10）γ-TiAl合金高温抗氧化改性层的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属间化合物的综述 |
| 1.2 Ti-Al 系金属间化合物 |
| 1.3 TiAl 基合金国内外研究进展 |
| 1.4 TiAl 基合金高温氧化研究进展 |
| 1.4.1 高温氧化 |
| 1.4.2 TiAl 基合金的高温抗氧化性能 |
| 1.5 提高 TiAl 基合金高温抗氧化性能的表面处理技术 |
| 1.5.1 磷酸处理与氯化处理 |
| 1.5.2 涂层处理 |
| 1.5.3 表面合金化处理 |
| 1.5.4 其他处理方法 |
| 1.6 本文的选题 |
| 第二章 试验材料、设备及研究方案 |
| 2.1 固体粉末包埋渗铝试验 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.1.3 研究方案 |
| 2.1.4 试验过程 |
| 2.2 多弧离子镀铝试验 |
| 2.2.1 试验用靶材材料 |
| 2.2.2 工件材料 |
| 2.2.3 试验工作载气 |
| 2.2.4 试验设备 |
| 2.2.5 试验工艺参数 |
| 2.2.6 试验过程 |
| 2.3 改性层表征 |
| 2.4 抗热震性能试验 |
| 2.5 高温抗氧化性能试验 |
| 2.5.1 试验前准备 |
| 2.5.2 氧化试验过程 |
| 2.5.3 氧化试验的检测与分析 |
| 第三章 γ-TiAl 基合金固体粉末包埋渗铝工艺试验研究 |
| 3.1 优化渗剂配方 |
| 3.1.1 填充剂的选择 |
| 3.1.2 供铝剂的选择 |
| 3.1.3 活化剂的选择 |
| 3.1.4 催渗剂的选择 |
| 3.1.5 渗剂中各组分含量的试验研究 |
| 3.2 工作温度及保温时间对固体粉末包埋渗铝工艺的影响 |
| 3.3 固体粉末包埋渗铝层的成分、组织、结构及力学性能表征 |
| 3.3.1 固体粉末包埋渗铝层的组织形貌及成分 |
| 3.3.2 固体粉末包埋渗铝层的相组成 |
| 3.3.3 固体粉末包埋渗铝层的显微硬度 |
| 3.3.4 固体粉末包埋渗铝层的表面粗糙度 |
| 3.3.5 固体粉末包埋渗铝层的划痕试验 |
| 3.4 固体粉末包埋渗铝试样抗热震性能试验 |
| 3.4.1 渗铝试样抗热震性能试验结果 |
| 3.4.2 渗铝试样抗热震性能试验失效机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 γ-TiAl 基合金多弧离子镀铝试验研究 |
| 4.1 多弧离子镀铝层的成分、组织、结构及力学性能表征 |
| 4.1.1 多弧离子镀铝层的组织形貌及成分 |
| 4.1.2 多弧离子镀铝层的相组成 |
| 4.1.3 多弧离子镀铝层的显微硬度 |
| 4.1.4 多弧离子镀铝层的表面粗糙度 |
| 4.1.5 多弧离子镀铝层的划痕试验 |
| 4.2 多弧离子镀铝试样抗热震性能试验 |
| 4.2.1 镀铝试样抗热震性能试验结果 |
| 4.2.2 镀铝试样抗热震性能试验失效机理 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 改性层高温抗氧化性能分析 |
| 5.1 γ-TiAl 基体的高温氧化性能分析 |
| 5.2 改性层恒温抗氧化性能分析 |
| 5.2.1 氧化动力学曲线 |
| 5.2.2 固体粉末包埋渗铝试样恒温抗氧化性能分析 |
| 5.2.3 多弧离子镀铝试样恒温抗氧化性能分析 |
| 5.3 改性层循环氧化试验分析 |
| 5.3.1 固体粉末包埋渗铝试样循环氧化试验分析 |
| 5.3.2 多弧离子镀铝试样循环氧化试验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表（录用）论文情况 |
四、离子注入Cr、Y、Nb对γ-TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响（论文参考文献）
- [1]钼和钇掺杂浓度对γ-TiAl基合金抗氧化性能影响的理论研究[D]. 董珊珊. 中国民航大学, 2020(01)
- [2]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)
- [3]γ-TiAl合金表面NiCr/YSZ复合涂层的制备及阻燃性能研究[D]. 梁宏璇. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [4]γ-TiAl合金表面等离子Ta-W合金化及其抗高温氧化性能研究[D]. 闫玉琴. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [5]γ-TiAl合金表面等离子Ta、Nb合金化及性能研究[D]. 张李波. 南京航空航天大学, 2018(02)
- [6]钛合金激光表面Ti-Al-X多元合金化层的组织和性能[D]. 戴景杰. 山东大学, 2017(08)
- [7]γ-TiAl表面Al2O3/Al梯度热防护涂层的制备及其性能研究[D]. 徐一. 南京航空航天大学, 2015(12)
- [8]TiAl合金表面Si-Al-Y共渗层的组织与性能研究[D]. 李涌泉. 西北工业大学, 2014(07)
- [9]γ-TiAl合金表面溅射Al/Al2O3梯度涂层的工艺及其抗高温性能研究[D]. 王玲. 南京航空航天大学, 2014(01)
- [10]γ-TiAl合金高温抗氧化改性层的研究[D]. 张扬. 南京航空航天大学, 2013(06)