钼表面改性Mo-Si梯度功能涂层组织结构及性能研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wrothnpc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
金属钼熔点高,导电性,导热性和抗腐蚀性能优异,应用广泛。但钼的高温抗氧化性能差,限制了钼的应用范围。高熔点的MoSi2在高温氧化环境中能形成连续且具有保护能力的Si O2膜,常被用作抗氧化涂层。但单一MoSi2涂层的热膨胀系数与Mo基体存在失配问题,致使涂层易产生裂纹导致抗氧化性能降低。添加B后氧化生成的B2O3能提高Si O2的高温流动性,可以有效愈合高温氧化过程中产生的裂纹,但包埋共渗法制备B改性MoSi2涂层的致密度低,结构梯度化不明显,使各涂层间结合不牢固。研究发现,梯度功能涂层为多层复合结构且结构梯度明显,结合强度较高,且添加稀土或其氧化物可细化晶粒,使涂层更加致密,也能增强涂层与基体的结合强度,但钼表面稀土氧化物改性梯度功能涂层研究尚有不足。基于以上分析,本文采用两步包埋渗的方法在钼表面制备B改性Mo-Si梯度功能涂层、CeO2改性Mo-Si-B梯度功能涂层、Y2O3和CeO2共改性Mo-Si-B梯度功能涂层,分析对比了不同含量的B、CeO2、Y2O3单一改性和共改性对复合涂层氧化前后组织结构的影响规律,研究了不同元素改性Mo-Si-B梯度功能涂层的氧化行为及作用机制,主要研究结果如下:(1)B改性Mo-Si梯度功能涂层形成MoSi2和Mo B双层结构,且在MoSi2层中含有弥散分布的Mo B相,复合涂层与Mo基体形成冶金结合。在氧化过程中,B2O3能提高Si O2膜的高温流动性,当B含量为0.50 wt.%时,复合涂层在1150℃氧化后增重量为0.85 mg/cm2,氧化速率常数为1.76×10-2 mg2/(cm4·h),较未掺杂B时明显降低,在600℃氧化后复合涂层均匀完整,失重量仅为0.008 mg/cm2。(2)适量CeO2掺杂对Si具有催渗效果,且可以细化晶粒。当CeO2含量为1.00wt.%时,复合涂层均匀致密且厚度较大,在1150°C下氧化255 h后增重量为0.41 mg/cm2,氧化速率常数为1.70×10-3 mg2/(cm4·h),较其余CeO2含量改性复合涂层小。低温氧化过程中,CeO2能促进Si、B向外扩散形成氧化膜,在600℃下氧化255 h后增重量为0.18mg/cm2,改性复合涂层抗氧化性能较好。(3)Y2O3和CeO2协同作用下对Si、B具有更好的催渗作用、细化晶粒作用,当Y2O3和CeO2含量分别为1.50 wt.%和1.00 wt.%时,改性复合涂层均匀致密且厚度最厚,为58.69μm,但随着Y2O3和CeO2含量增加,改性复合涂层厚度有所减小。在氧化过程中,Y2O3和CeO2共同作用下形成完整致密的Si O2氧化膜,且能抑制Si向基体的进一步扩散,减少Mo5Si3层的形成。1.50 wt.%Y2O3和1.00 wt.%CeO2共改性复合涂层在1150°C下氧化255 h后增重量仅为0.29 mg/cm2,氧化速率常数为6.68×10-4 mg2/(cm4·h),在600℃下氧化255 h后,增重量仅为0.07 mg/cm2,共改性复合涂层抗氧化性能更好。
其他文献
传统的舰船结构极限承载力变化数学模型在计算时,受到船舶吃水、装载重量的影响,导致不同浮态下舰船结构极限承载力变化计算结果准确性较低,为此设计不同浮态下舰船结构极限承载力变化数学模型.提出了正浮、横倾、纵倾与任意倾斜情况下浮态计算公式,并建立目标函数,计算船体的结构形变概况,同时采用有限元分析方法中的相似定理对结构极限承载力变化情况推导,以此完成不同浮态下舰船结构极限承载力变化情况计算.结果表明,在正浮、横倾、纵倾情况下,所研究的不同浮态下舰船结构极限承载力变化数学模型都获得了较高的准确性.
为解决由船体结构数据测量误差引起的建模周期长、船舶模型存在完整性低的问题,提出基于虚拟现实技术的船舶三维建模设计方法.在虚拟现实概述研究的基础上,提取关键的船舶型值参量,根据船体外在结构的型线光顺性,生成连接型肋骨型线,再按照船舶舱室划分需求,建立完整的模型结构,完成基于虚拟现实技术的船舶三维建模设计方法研究.实例分析结果表明,与CATIA方法相比,虚拟现实技术设计方法所需的建模周期时间相对更短,针对甲板、船底板、龙骨三类测试结构所生成的船舶建模数据也更接近实际数值结果,能够较好解决船舶设计过程中存在的各
我国滑坡灾害主要集中发生在云南、贵州、重庆、甘肃、陕西等西部地区。滑坡灾害严重影响着当地经济和社会的发展,开展有效的滑坡防灾减灾工作,势在必行。随着人们对滑坡研究的不断深入,GNSS监测技术、位移计监测技术、测斜仪监测技术、降雨量监测、土壤温湿度监测等各种监测手段不断应用于滑坡监测中。如何综合利用这些监测数据,有效提高滑坡阶段判别与预测分析的准确性,是目前研究的难点和热点。多源数据融合技术,能够将
对于港口和内河航运监管部门来说,准确的估计航道内船舶的流量是一项非常重要的工作,可以为港口的交通管理、航道的规划提供数据依据,提高航运交通的安全性.本文重点介绍了船舶流量估计模型的不同维度,建立了船舶流量特征的分析模型,最后结合最优理论和小波神经网络算法设计了船舶理论估计的最优模型,并对该流量估计模型进行了仿真.
人工智能的蓬勃发展促使计算机代替人类进行了大量工作,例如车辆检测、语音识别、人脸识别等。大雾天气下,城市交通受到严重影响,车辆检测极易出现错检和漏检情况,为了解决这一问题,本文依托国家重点研发计划课题(2019YFE0108300),国家自然科学基金(61302150)等项目对大雾天气下车辆检测算法进行研究。首先,由于雾天车辆图像数据集匮乏,因此根据自然原理对采集到的无雾车辆图像进行加雾处理。其次
数字信号处理器DSP不仅具有较高的数据处理速度,而且集成性和稳定性更高,目前已经成为一种工业控制领域应用非常广泛的核心处理器.本文的出发点是设计一种内河航运船舶的碰撞监控报警系统,提高内河航运船舶的安全性.本文结合数字信号处理器TM320DM642搭建了船舶碰撞监控报警系统,分别从硬件组成和软件程序2个方面对该监控报警系统进行了详细的介绍.
常用方法由于在故障估算准确率与故障来源判断性能等方面存在一定问题,因此提出一种新的船舶故障发生概率数学模型构建方法.首先对船舶故障发生概率的相关设备运行数据进行挖掘,使用的方法是C4.5算法.对挖掘的船舶故障发生概率的相关设备运行数据进行清洗,具体包括标准化数据处理、消除与检测异常数据、填补缺失数据属性.根据高斯分布构建船舶故障发生概率数学模型.给出船舶设备运行工况数据,对设计的船舶故障发生概率的数学模型构建方法进行性能测试.实验中设计方法表现出了故障估算与故障来源判断的高度准确性,实现了现有方法的性能超
目前研究的舰船维修费用预测模型预测准确率较低,导致成本开销过大.为了解决上述问题,研究了基于云平台的舰船维修费用预测模型.将舰船维修费用的关联性数据利用云平台存储在预测模型中,采用大数据聚类方法对舰船维修费用进行预测,提高舰船维修费用的预测和调节能力,减少舰船维修工程的不必要开销,提升预测舰船维修费用的准确性和舰船维修速度,对舰船维修费用约束指标参量进行分析,提高舰船维修费用的控制能力,优化舰船维修费用预测模型.实验结果表明,云平台的舰船维修费用预测模型能够有效提高预测准确率,减少成本.
传统船舶横向非线性减摇控制系统使用PID模糊控制器,在随机复杂海浪情况下横摇角恢复慢,减摇控制效果差,因此设计一种大型船舶横向非线性减摇自适应控制系统.系统硬件设计中设计了整体硬件架构,并针对减摇鳍的构造与船舶行驶特征设计工作流程,调整角度实现减摇;软件设计中,利用改进的无模型自适应控制方法嵌入到系统中,引入混沌遗传优化算法增强自适应能力,增强控制效果.为验证设计系统的控制效果,设计实验,设计系统的减摇率为24.67%,与传统系统相比提高了7.34%,说明设计系统减摇控制性能更优越.
传统的船舶重件货物固定效率优化方法难以准确计算竖直风压对货物的影响,导致货物固定过程效率低下,为得到更快的货物固定方法,设计船上重件货物固定过程效率控制优化方法.获取重件货物冲击特性参数,建立货物在风浪影响下力学动态模型,设计重件货物固定过程效率优化算法.在24 h对比实验中,只有10 h时该方法用时大于可视化建模方法,其他时间均为同等条件下的最小值.因此可知,该方法优于其他2种方法,重件货物固定效率更高.