舰船高温排烟管表面纳米Al 2 O 3 -CeO 2 /Ni镀层的微观组织和抗高温氧化性能
发布时间：2021-06-09 18:40
为了制备具有优异抗氧化性能的复合镀层,试验采用双脉冲电源,在舰船高温排烟管试样表面沉积Al2O3-CeO2/Ni纳米复合镀层,通过抗氧化性能测试,研究了Al2O3纳米颗粒浓度和CeO2浓度对复合镀层抗氧化性的影响。试验表明,复合镀层的微观组织随着Al2O3颗粒的添加细化晶粒,当镀液中纳米CeO2颗粒浓度增加到1.5 g/L时,晶粒尺寸分布均匀,同时镀层表面平整、致密;复合镀层的抗氧化性随镀液中纳米Al2O3浓度增加而增加,随CeO2浓度的增加先降低后增加。
【文章来源】：船舶工程. 2016,38(05)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
镀液中不同纳米Al2O3颗粒浓度的镀层微观形貌
∮?g/L，复合镀层晶粒粗大，尺寸大小不均匀，晶粒呈多边形，结晶具有明显的方向性。当镀液中纳米Al2O3颗粒的浓度超过10g/L时，镀层表面致密，没有明显的晶界；呈纺锤形，晶粒细化、尺寸均匀，并随浓度增加而进一步细化。分析其原因，是由于镀液中纳米Al2O3颗粒的浓度增加，阴极表面吸附的纳米Al2O3颗粒数量增加，为镍晶粒的结晶提供了更多的形核质点，限制了晶粒的生长空间，从而有效减小了晶粒尺寸，起到了晶粒细化的作用[6]。图1镀液中不同纳米Al2O3颗粒浓度的镀层微观形貌图2为镀液中添加不同浓度纳米Al2O3颗粒时复合镀层的XRD图谱。由图2可知，纯Ni镀层的晶体为面心立方结构（FCC），主要衍射晶面有3个，即（111）、（200）、（220）晶面，与之相对应的X射线衍射角2θ分别为44.51°、51.85°、76.37°。当镀液中纳米Al2O3颗粒的浓度等于10g/L制备的复合镀层，纯Ni结晶分别在2θ为52.1°和52.06°附近出现最强衍射峰，对应面心立方Ni晶格的（200）晶面，（200）晶面为Ni晶体生长的择优取向。当镀液中纳米Al2O3颗粒的浓度大于10g/L制备的复合镀层，纯Ni结晶在（200）晶面上的衍射峰强度有所减弱。而分别在2θ为44.74°和44.7°附近出现最强衍射峰，对应面心立方(a)5g/L(b)10g/L(c)15g/L(d)20g/L
刘桂香，舰船高温排烟管表面纳米Al2O3-CeO2/Ni镀层的微观组织和抗高温氧化性能—85—Ni晶格的（111）晶面，（111）晶面为Ni晶体生长的择优取向。根据文献[7,8]的分析，镀液中纳米颗粒的添加改变了Ni晶的正常生长，改善了沉积层的微观结构，进而改变了晶面的生长方向。图2镀液中不同纳米Al2O3颗粒浓度的复合镀层XRD图谱2.2纳米CeO2对纳米复合镀层微观形貌和组织结构的影响图3为镀液中Al2O3含量为20g/L条件下，纳米CeO2颗粒添加量为0.5g/L～6.0g/L的纳米复合镀层表面形貌。由图3可知，镀液中添加纳米CeO2颗粒后，对纳米复合镀层表面形貌产生了显著的变化。当镀液中纳米CeO2颗粒浓度为0.5g/L时，复合镀层表面出现空洞且镍晶粒尺寸分布不均匀；当镀液中纳米CeO2颗粒浓度增加到1.5g/L时，镍晶粒尺寸分布均匀，同时镀层表面平整、致密。纳米CeO2颗粒浓度为3.0g/L时，与0.5g/L时的镀层表面相比较，镀层表面空洞的数量和尺寸都增加。继续增加镀液中纳米CeO2颗粒浓度到6.0g/L时，镀层表面镍晶粒尺寸差异增加，空洞数量明显减少。图4为镀液中添加纳米CeO2颗粒不同浓度时复合镀层表面的XRD图谱。由图4可以看出，除了镀液中纳米CeO2颗粒浓度为1.5g/L制备的复合镀层为双择优取向外，其余浓度条件下制备的复合镀层在晶面（200）呈择优取向。图3镀液中不同纳米CeO2颗粒浓度的镀层表面形貌图4镀液中不同纳米CeO2颗粒浓度的表面复合镀层的XRD图谱2.3纳米Al2O3颗粒添加量对纳米复合镀层氧化性能的影响图5为镀液中添加不同纳米Al2O3颗粒时镀层氧化增重曲线。试验条件为：温度900℃、氧化100h。由图5可看出，复合镀层的氧化增重随镀液中纳米Al2
【参考文献】：
期刊论文
[1]占空比对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响[J]. 王红星,谈淑咏,沈彤. 材料热处理学报. 2015(07)
[2]海洋平台结构件表面脉冲纳米复合镀层的制备[J]. 刘桂香,沈雁. 船舶工程. 2014(06)
[3]CeO2对Cr-Al渗层组织和高温氧化性能的影响[J]. 王红星,李迎光,储成林. 材料热处理学报. 2010(06)
[4]舰船高温排烟管腐蚀机理分析及高温腐蚀研究[J]. 王虹斌,李美栓,韩忠. 材料保护. 2002(09)
本文编号：3221113
【文章来源】：船舶工程. 2016,38(05)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
镀液中不同纳米Al2O3颗粒浓度的镀层微观形貌
∮?g/L，复合镀层晶粒粗大，尺寸大小不均匀，晶粒呈多边形，结晶具有明显的方向性。当镀液中纳米Al2O3颗粒的浓度超过10g/L时，镀层表面致密，没有明显的晶界；呈纺锤形，晶粒细化、尺寸均匀，并随浓度增加而进一步细化。分析其原因，是由于镀液中纳米Al2O3颗粒的浓度增加，阴极表面吸附的纳米Al2O3颗粒数量增加，为镍晶粒的结晶提供了更多的形核质点，限制了晶粒的生长空间，从而有效减小了晶粒尺寸，起到了晶粒细化的作用[6]。图1镀液中不同纳米Al2O3颗粒浓度的镀层微观形貌图2为镀液中添加不同浓度纳米Al2O3颗粒时复合镀层的XRD图谱。由图2可知，纯Ni镀层的晶体为面心立方结构（FCC），主要衍射晶面有3个，即（111）、（200）、（220）晶面，与之相对应的X射线衍射角2θ分别为44.51°、51.85°、76.37°。当镀液中纳米Al2O3颗粒的浓度等于10g/L制备的复合镀层，纯Ni结晶分别在2θ为52.1°和52.06°附近出现最强衍射峰，对应面心立方Ni晶格的（200）晶面，（200）晶面为Ni晶体生长的择优取向。当镀液中纳米Al2O3颗粒的浓度大于10g/L制备的复合镀层，纯Ni结晶在（200）晶面上的衍射峰强度有所减弱。而分别在2θ为44.74°和44.7°附近出现最强衍射峰，对应面心立方(a)5g/L(b)10g/L(c)15g/L(d)20g/L
刘桂香，舰船高温排烟管表面纳米Al2O3-CeO2/Ni镀层的微观组织和抗高温氧化性能—85—Ni晶格的（111）晶面，（111）晶面为Ni晶体生长的择优取向。根据文献[7,8]的分析，镀液中纳米颗粒的添加改变了Ni晶的正常生长，改善了沉积层的微观结构，进而改变了晶面的生长方向。图2镀液中不同纳米Al2O3颗粒浓度的复合镀层XRD图谱2.2纳米CeO2对纳米复合镀层微观形貌和组织结构的影响图3为镀液中Al2O3含量为20g/L条件下，纳米CeO2颗粒添加量为0.5g/L～6.0g/L的纳米复合镀层表面形貌。由图3可知，镀液中添加纳米CeO2颗粒后，对纳米复合镀层表面形貌产生了显著的变化。当镀液中纳米CeO2颗粒浓度为0.5g/L时，复合镀层表面出现空洞且镍晶粒尺寸分布不均匀；当镀液中纳米CeO2颗粒浓度增加到1.5g/L时，镍晶粒尺寸分布均匀，同时镀层表面平整、致密。纳米CeO2颗粒浓度为3.0g/L时，与0.5g/L时的镀层表面相比较，镀层表面空洞的数量和尺寸都增加。继续增加镀液中纳米CeO2颗粒浓度到6.0g/L时，镀层表面镍晶粒尺寸差异增加，空洞数量明显减少。图4为镀液中添加纳米CeO2颗粒不同浓度时复合镀层表面的XRD图谱。由图4可以看出，除了镀液中纳米CeO2颗粒浓度为1.5g/L制备的复合镀层为双择优取向外，其余浓度条件下制备的复合镀层在晶面（200）呈择优取向。图3镀液中不同纳米CeO2颗粒浓度的镀层表面形貌图4镀液中不同纳米CeO2颗粒浓度的表面复合镀层的XRD图谱2.3纳米Al2O3颗粒添加量对纳米复合镀层氧化性能的影响图5为镀液中添加不同纳米Al2O3颗粒时镀层氧化增重曲线。试验条件为：温度900℃、氧化100h。由图5可看出，复合镀层的氧化增重随镀液中纳米Al2
【参考文献】：
期刊论文
[1]占空比对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响[J]. 王红星,谈淑咏,沈彤. 材料热处理学报. 2015(07)
[2]海洋平台结构件表面脉冲纳米复合镀层的制备[J]. 刘桂香,沈雁. 船舶工程. 2014(06)
[3]CeO2对Cr-Al渗层组织和高温氧化性能的影响[J]. 王红星,李迎光,储成林. 材料热处理学报. 2010(06)
[4]舰船高温排烟管腐蚀机理分析及高温腐蚀研究[J]. 王虹斌,李美栓,韩忠. 材料保护. 2002(09)
本文编号：3221113
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