Co-Cr/Al、Co-Cr-Al、Ni-Cr-Al合金在高温氧—硫、碳—氧混合气氛中腐蚀的研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tobydu
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
Wagner理论是涉及二元合金在单氧化剂中高温腐蚀的动力学理论。而实际工业生产中,工程用合金通常包含多种合金组元,且合金的使用环境苛刻,常常暴露于腐蚀性的多氧化剂气氛中。因此,多元合金在多氧化剂体系中的腐蚀行为和腐蚀机制的研究更有实际意义。自20世纪60年代以来,许多研究工作者相继尝试并努力拓展Wagner理论,以适于处理二组元以上的三元、四元合金,在单一氧化剂乃至多氧化剂体系中的高温腐蚀问题。作者所在课题组一直致力于研究模型合金在多氧化剂/混合气氛中的高温腐蚀行为,此前已经分别从理论和实验角度对三元合金在单氧化剂气氛以及二元合金在单/双氧化剂气氛中的腐蚀动力学和热力学进行了深入研究。本文力图在前人的工作基础上,针对构成工程合金基础组分的二元、三元模型合金,研究它们在含氧、碳、硫的混合气氛中的高温腐蚀规律,并探讨其腐蚀机制。首先,Co-Cr/Al二元合金在不同氧压气氛中腐蚀的研究结果为:低氧压条件下,Co-8Cr合金和Co-15Cr合金均发生了铬的外氧化,Co-3Al、Co-5Al合金均发生了铝的内氧化,但Co-5Al合金部分区域发生了铝的外氧化。高氧压条件下,Co-3Al、Co-5Al、Co-8Cr和Co-15Cr合金的合金组元都发生了氧化,生成了复杂的外氧化膜。其中,Co-3Al、Co-5Al和Co-8Cr合金氧化膜与基体之间的界面平直,但Co-15Cr合金的表面氧化膜与基体的氧化膜界面不平直,且界面处有明显的富氧化铬层出现。其次,三元Co-8Cr-xAl合金(x=0,3,5 wt.%)在900℃三种氧-硫混合气氛(低氧,低氧-低硫,低氧-高硫)中的腐蚀的研究结果为:在低氧压气氛中,Co-8Cr合金形成了氧化铬膜,而Co-8Cr-3Al合金和Co-8Cr-5Al合金则同时发生了铬的外氧化和铝的内氧化。低氧、低硫气氛中,Co-8Cr表面依然形成了氧化铬膜,Co-8Cr-5Al表面形成了氧化铝膜,而Co-8Cr-3Al则同时出现了铬的外氧化与铝的外氧化形貌;在低氧、高硫气氛中,尽管Co-8Cr和Co-8Cr-3Al都形成了钴-硫的液相腐蚀产物,但Co-8Cr-5Al合金表面形成了氧化铝膜。结果说明,在低氧压环境中,硫对铝的外氧化转变有促进作用。最后,三元 Ni-xCr-yAl(x=5,10 at.%,y=7 at.%;x=5 at.%,y=10 at.%)合金在800℃三种碳-氧气氛中的腐蚀的研究结果为:在H2-CO2和H2-CO2-CH4气氛中,铝含量为7at.%的合金都发生了铬的外氧化和铝的内氧化,铝含量为10 at.%的合金发生了铝的外氧化,所有合金均未观察到铬的碳化;在H2-CH4(高碳活度)气氛中,含7 at.%Al的合金发生了铬的内碳化,10 at.%Al的合金形成了保护性的氧化铝膜,合金内未观察到铬的碳化。这些结果与Cr-O-C和Al-O-C系统的热力学稳定相图一致。此外,本文构建了 Ni-Cr-Al合金在800℃的动力学氧化图,实验结果与理论预测结果接近,但仍存在误差,文中对产生误差的原因也进行了分析。
其他文献
随着信息时代下大数据的快速发展,实际生活中的数据规模呈现指数级别的增长并对人类的生产和生活产生了根本性的变革影响。数据进一步紧密相互关联并以多种的网络结构形式广泛存在于人们的实际应用中,因此如何从结构化关联图结构数据中挖掘潜在的复杂关联规则并建模演化预测模型对国家与社会的发展有着重要的意义。随着网络规模维度的不断增长,传统网络分析模型受限于庞大的模型存储和计算开销的限制而无法得到灵活运用。不同于传
学位
中性束注入是托卡马克装置中重要的加热手段,注入到等离子体中的中性粒子电离产生快离子,快离子通过碰撞加热等离子体。在磁漂移的影响下,一部分位于边界的快离子会横越磁面运动并形成轨道损失,高能量的快离子轰击在器壁表面,会对器壁表面及部件造成损伤。因此,研究中性束快离子损失的位置分布与束截面注入位置的对应关系,改进中性束的注入截面,有助于改善和减少中性束快离子损失和杂质产生,为托卡马克聚变装置的高功率加热
学位
离聚物是指聚合物主链上以共价键连接少量离子基团(通常低于10mol%)的缔合高分子。在以碳氢为主链的离聚物中,由于高分子基体的低极性,极性离子基团之间由于静电吸引作用形成较强的物理交联。这种物理交联相互作用赋予了离聚物优异的力学与机械性能,使其被广泛用于胶黏剂,涂料以及包装和弹性体等领域。根据主链上离子基团分布位置的不同,离聚物通常可以分为离子无规地分布在聚合物主链上的无规离聚物和离子基团固定在聚
学位
G-四链体是一种非典型的核酸二级结构,并且已经被证明存在于人类细胞中。G-四链体参与了许多生理过程的调节,包括癌症相关基因的转录和翻译,因此,以G-四链体为靶点已成为一种有前景的新型抗肿瘤策略。目前,G-四链体配体的研究在国际上已备受关注。本文通过荧光光谱、圆二色光谱、凝胶电泳、细胞毒性、共聚焦荧光成像等手段研究了芳杂环配体与G-四链体之间的相互作用,并证明配体可以稳定细胞内G-四链体结构、影响细
学位
随着医疗科技的不断创新以及人们防癌意识的增强,癌症致死率虽然有所下降,但却因环境变化、工作强度和心理压力等因素加速了癌症发病的年轻化和普遍化。目前,癌症临床治疗方案以小分子抗癌药物为主,同时结合多种治疗手段如传统的放疗、手术治疗以及新兴的中西药结合疗法、基因疗法和免疫疗法等,然而仍面临着治疗效果不如预期、药物递送效率低等困境。最近,纳米递送载体尤其是刺激响应纳米载体应用于肿瘤治疗中,受到了极大的关
学位
全高分子太阳能电池(all-PSCs)以高分子给体和高分子受体的共混物作为活性层,具有稳定性优异和力学性质好的突出优势,在柔性光伏领域的应用前景广阔。发展高性能全高分子太阳能电池的难点在于活性层中高分子给体和高分子受体的共混相分离形貌调控,其共混相分离形貌常存在相区尺寸偏大和相区纯度偏低的问题。常用的共混相分离形貌调控方法,例如,热退火、溶剂退火和溶剂蒸汽退火等,在全高分子太阳能电池中的作用非常有
学位
中小企业在各大经济体中扮演着重要角色,而融资难、融资贵一直是阻碍中小企业发展的绊脚石,这也给全球经济发展带来了负面效应。2008年金融危机使得中小企业陷入了生存困境,为了协助这些企业获得融资和增加就业,美国政府颁布了《促进创业企业融资法案》以放松金融监管。在此机遇下众筹行业迅速发展,全球企业纷纷效仿美国经验,如今众筹已经逐渐融入了人们的日常生活。鉴于众筹的重要性,学者们开始为众筹决策提供指导意见。
学位
金属基复合材料具有优异的机械、热学和电化学性能,使其在汽车、航空和航天等领域得到了广泛的应用。增强相作为复合材料的重要组成部分,对其性能起着至关重要的影响。石墨烯具有优异的力学、电学和光学特性,使其成为了金属基复合材料的理想增强相。石墨烯/金属复合材料在制备和应用过程中必然会涉及石墨烯/金属界面。石墨烯/金属界面的结合强度很大程度上决定了石墨烯的强化效果和石墨烯/金属复合材料的最终性能。基于密度泛
学位
近些年来,二维层状材料得到了广泛的研究,其主要的优势在于:由于Z轴维度的消失,块体材料中静电屏蔽减弱,可以直接在二维层状材料上构筑场效应晶体管。除了本身具有的光电磁热等优异的性能之外,可以将不同种类的二维层状材料堆垛在一起,进而研究不同材料之间新奇的界面物理性能。最近,二维磁性材料引起了人们越来越多的关注,产生了许多有趣的物理现象。但是基于二维磁性半导体材料的场效应器件以及静电调控研究很少,本论文
学位
氧(O)和氮(N)是镍基高温合金中常见的气体杂质元素,残存于合金中的氧和氮主要以氧化物或氮化物等非金属夹杂的形式存在,对合金力学性能十分不利。消除杂质元素的不利影响主要是通过纯净化熔炼降低合金中残留的氧和氮含量,而制定合适的熔炼工艺需要冶金热力学与动力学理论的指导。从热力学上分析熔体脱氮与脱氧的热力学限度,需要利用热力学基础数据分析与计算;从动力学上分析获得冶金反应的反应速率与限制步骤。这有助于厘
学位