新型高耐腐蚀性铁基块体非晶合金的制备及其性能的研究

发布时间：2017-11-18 17:30

  本文关键词：新型高耐腐蚀性铁基块体非晶合金的制备及其性能的研究

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【摘要】：非晶合金由于其优异的物理、化学性能和广阔的应用前景而备受关注。虽然已有研究表明镍基非晶合金可用于质子交换膜燃料电池双极板的表面涂层材料且性能优异,但高成本制约了其商业化应用。铁基非晶合金具有高强度、高硬度、优异的耐磨性能且成本低廉,有望替代镍基非晶成为一种新型涂层材料。然而目前已开发的铁基非晶合金大多玻璃转变温度(Tg)较高、过冷液相区(△Tx)较窄、非晶形成能力较差或耐蚀性不高,不适合用“超音速火焰喷涂”(HVOF)等热喷涂工艺制备双极板涂层材料。为开发出新型的燃料电池双极板用铁基非晶涂层材料,本论文以具有低Tg的Fe80P12C484非晶合金为基础,研究了添力Cr、Mo和Ni等耐蚀性元素对合金热稳定性和非晶形成能力及耐蚀性能的影响。主要研究结果如下：1.适量Cr、Mo元素的添加显著提高了Fe-P-C-B系非晶合金过冷液体热稳定性及非晶形成能力。合金的△Tx由29K增大至49 K,临界直径dc也提高至1.5 mm。2.适量Ni元素的添加可有效降低Fe-Cr-Mo-P-C-B系非晶合金的Tg,并进一步提高合金过冷液体的热稳定性和非晶形成能力。其中Fe50Ni15Cr7Mo3P12C4B4合金具有最大的非晶形成能力,其dc、Tg和△Tx分别为2.5mm、690 K和60 K。3.Cr、Mo、Ni元素的添加显著提高了合金的耐蚀性。电化学腐蚀和失重测试结果均表明：(Fe,Ni)-(Cr,Mo)-P-C-B系非晶合金在1N硫酸及3%氯化钠溶液中具有良好的耐蚀性；在1N盐酸中的耐蚀性更是远远优于SUS316L不锈钢。4.评价了(Fe,Ni)-(Cr,Mo)-P-C-B非晶合金晶化后的电化学腐蚀行为。结果表明,尽管轻微晶化的Fe55Ni15Cr7Mo3P12C484非晶合金在1N硫酸溶液中的耐蚀性有所下降,但仍可和SUS316L不锈钢相媲美。5.(Fe,Ni)-(Cr,Mo)-P-C-B系非晶合金表现出良好的力学性能,压缩屈服强度在2790～3420 MPa之间,塑性应变最高达1.2%。本文所开发出的(Fe,Ni)-(Cr,Mo)-P-C-B系非晶合金同时具有低的Tg,大的△Tx,良好的非晶形成能力和优异的耐蚀性能及力学性能,有望用作质子交换膜燃料电池双极板表面涂层材料。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG139.8

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

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本文编号：1200605