马氏体不锈钢表面沉积Cr 2 N的结构及抗腐蚀性研究

发布时间：2021-10-24 02:07

　　Cr Nx是目前可供选择的并具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性的金属表面涂层材料,因而有望被研究应用于质子交换膜燃料电池金属双极板表面改性涂层。本课题拟采用包埋法,研究在马氏体不锈钢基体表面沉积Cr₂N涂层的可行性,包埋剂采用Cr₂N粉为氮铬共渗提供N和Cr;NH₄Cl为催渗剂;Al₂O₃粉为填充剂。通过依次控制Cr₂N含量、保温时间、保温温度来研究工艺条件对Cr-N涂层结构的影响规律,确定一组最佳的包埋工艺条件,随后通过腐蚀试验评估该条件下所制得涂层的抗腐蚀性能。采用配比为30Cr₂N-2NH₄Cl-68Al₂O₃（wt.%）的包埋剂,在1100℃下保温4 h可在440A马氏体不锈钢基体上得到最外层Cr₂N层+次外层富Cr扩散层的涂层结构,包埋工艺对涂层结构有较大影响:（1）当包埋剂中Cr₂N粉配比超过30%时,反应后粉末烧结... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
    1.1 研究背景
    1.2 质子交换膜燃料电池(PEMFC)不锈钢双极板的镀膜改性
        1.2.1 质子交换膜燃料电池概述
        1.2.2 质子交换膜燃料电池工作原理
        1.2.3 PEMFC双极板的特点
        1.2.4 PEMFC材料的分类和优劣
        1.2.5 PEMFC不锈钢双极板镀膜改性研究现状
    1.3 硬质涂层制备方法
        1.3.1 物理气相沉积技术(PVD)
        1.3.2 化学气相沉积法(CVD)
        1.3.3 双相工艺法
    1.4 CrN_x涂层制备研究现状
    1.5 课题研究意义和内容
第2章 实验材料和实验方法
    2.1 实验材料和仪器
    2.2 包埋共渗工艺条件的确定
        2.2.1 氮源的选择
        2.2.2 保温温度的选择
        2.2.3 活化剂的选择
    2.3 实验方法及技术路线
        2.3.1 实验方法
        2.3.2 实验步骤
        2.3.3 技术路线
    2.4 分析测试方法
        2.4.1 X射线衍射分析
        2.4.2 扫描电子显微镜分析
        2.4.3 电化学测试
        2.4.4 全浸泡腐蚀
        2.4.5 电阻率测试
第3章 实验参数对440A马氏体不锈钢表面氮铬包埋共渗涂层组织结构的影响
    3.1 引言
    3.2 涂层组织及结构分析
    3.3 保温时间对氮铬包埋共渗涂层结构的影响
    3.4 保温温度对氮铬包埋共渗涂层结构的影响
    3.5 Cr_2N粉末配比对氮铬包埋共渗涂层结构的影响
    3.6 本章小结
第4章 440A马氏体不锈钢氮铬包埋共渗涂层耐腐蚀性分析
    4.1 引言
    4.2 440A马氏体不锈钢极化曲线
        4.2.1 动电位扫描极化曲线
        4.2.2 恒电位扫描极化曲线
    4.3 常温下全浸泡腐蚀试验结果
        4.3.1 常温下盐溶液中的全浸泡腐蚀结果
        4.3.2 常温下酸溶液中的全浸泡腐蚀结果
    4.4 恒温60℃下酸溶液中全浸泡腐蚀试验结果
    4.5 四探针电阻率测试结果分析
    4.6 本章小结
全文总结
参考文献
致谢
附录 攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3454362