FeAl/FeAlSi非对称膜材料的制备及膜基结合性能
发布时间：2022-02-14 10:03
目的制备高温腐蚀环境下应用的Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料,研究膜与基体的结合性能。方法采用粉末反应合成法制备大孔径、高孔隙度的FeAlSi多孔体作为支撑体,通过浸渍法在支撑体表面制备小孔径的FeAl涂层作为膜层,再经烧结得到Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料。研究Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料的孔结构性能及膜基结合性能。采用XRD和SEM研究多孔膜材料的物相组成及微观形貌,采用孔结构测试仪及压汞法测试支撑体与膜层的孔结构参数,采用拉伸法和反吹实验研究Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料的膜基结合性能。结果 Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料表面膜层均匀、完整,膜层与支撑体之间具有冶金结合。支撑体的孔隙度和平均孔径分别为43.0%和22.7μm,膜层的孔隙度和平均孔径分别为36.5%和7.5μm。当膜层厚度增加时,膜材料的透气度下降,最大孔径在一定膜层厚度范围内变化不大,当膜层厚度在150～300μm范围内时,最大孔径约为7.8μm。膜层与支撑体的结合强度大于5.5 MPa。结论浸渍法制备的Fe Al/Fe Al Si非对称膜材料的孔结构性能优异,膜...
【文章来源】：表面技术. 2020,49(08)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
拉伸试样和反吹测试原理图
图2为不同Si含量的支撑体烧结后的XRD图谱。由图2可知，所有Si含量的支撑体均为单一的FeAl(Si）相。从二元Fe-Al相图可以看出，FeAl相在一个很宽的成分之内，Al的原子数分数为33%～51%时，均为B2结构的FeAl相。B2结构可以固溶一定比例的第三组元。在Fe25Al成分基础上添加Si的最高含量只有5%，因而完全可以固溶到FeAl相中。从XRD测试结果来看，衍射峰向右偏移，由于Al的原子半径与Si的原子半径非常接近，而与Fe原子半径差距较大，因此可以推断Si原子部分取代Al原子。另外，根据XRD分析结果可知，Si元素固溶于FeAl相中，进而改变晶胞参数，使衍射峰发生改变。Si元素对FeAl相的合金化机理还有待进一步研究。多孔支撑体需要具备较高的通量和一定的力学性能。多孔支撑体的开孔隙度要求越大越好，由前期研究可知，随Si含量的增加，FeAl多孔体的孔隙度增大[15]。单从孔隙度上分析可以选择高Si试样，但是支撑体还要满足一定的力学性能要求。图3为不同Si含量支撑体的抗弯强度。由图3可知，随支撑体中Si含量的增加，材料的抗弯强度下降。当Si含量为1%时，材料的抗弯强度约为21.5 MPa；当Si含量超过3%后，抗弯强度降到约9.6 MPa。一般来说，多孔材料的力学性能与本征强度和结构强度有关。Si含量的增加会使孔隙度增大，即随Si含量的增加，有效承载面积减小，抗弯强度下降[16]。综上可知，Si元素虽然能提高多孔材料的孔隙度，但是也会因此带来强度降低的问题，所以选择综合性能最优的含1%Si元素的FeAl1Si材料作为支撑体。
多孔支撑体需要具备较高的通量和一定的力学性能。多孔支撑体的开孔隙度要求越大越好，由前期研究可知，随Si含量的增加，FeAl多孔体的孔隙度增大[15]。单从孔隙度上分析可以选择高Si试样，但是支撑体还要满足一定的力学性能要求。图3为不同Si含量支撑体的抗弯强度。由图3可知，随支撑体中Si含量的增加，材料的抗弯强度下降。当Si含量为1%时，材料的抗弯强度约为21.5 MPa；当Si含量超过3%后，抗弯强度降到约9.6 MPa。一般来说，多孔材料的力学性能与本征强度和结构强度有关。Si含量的增加会使孔隙度增大，即随Si含量的增加，有效承载面积减小，抗弯强度下降[16]。综上可知，Si元素虽然能提高多孔材料的孔隙度，但是也会因此带来强度降低的问题，所以选择综合性能最优的含1%Si元素的FeAl1Si材料作为支撑体。2.2 多孔膜的制备及孔结构性能
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于喷涂法制备氧化锡薄膜的钙钛矿太阳能电池[J]. 王熹,赵志国,秦校军,熊继光,董超,白阳,李煜璟,陈棋. 中国光学. 2019(05)
[2]浸渍法制备Ni-L/g-C3N4复合材料及其光催化产氢性能研究[J]. 张婷,陈梅,邓洪芬,高明,高恩军. 沈阳化工大学学报. 2019(02)
[3]锆合金表面渗氮层对TiAlN涂层结合力的影响[J]. 李涛,樊湘芳,胡汝骞,刘兵兵,刘艳红,王晓婧. 金属热处理. 2018(05)
[4]Interfacial microstructure and mechanical properties of Ti-6Al-4V/Al7050 joints fabricated using the insert molding method[J]. Hong-xiang Li,Xin-yu Nie,Zan-bing He,Kang-ning Zhao,Qiang Du,Ji-shan Zhang,Lin-zhong Zhuang. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2017(12)
[5]PECVD法制备纳米多孔SiOx薄膜[J]. 曹玥,王灿,张改梅,宋晓利,陈强. 包装工程. 2017(19)
[6]提高300M钢零件HVOF涂层结合力的方法[J]. 李博. 新技术新工艺. 2015(02)
本文编号：3624349
【文章来源】：表面技术. 2020,49(08)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
拉伸试样和反吹测试原理图
图2为不同Si含量的支撑体烧结后的XRD图谱。由图2可知，所有Si含量的支撑体均为单一的FeAl(Si）相。从二元Fe-Al相图可以看出，FeAl相在一个很宽的成分之内，Al的原子数分数为33%～51%时，均为B2结构的FeAl相。B2结构可以固溶一定比例的第三组元。在Fe25Al成分基础上添加Si的最高含量只有5%，因而完全可以固溶到FeAl相中。从XRD测试结果来看，衍射峰向右偏移，由于Al的原子半径与Si的原子半径非常接近，而与Fe原子半径差距较大，因此可以推断Si原子部分取代Al原子。另外，根据XRD分析结果可知，Si元素固溶于FeAl相中，进而改变晶胞参数，使衍射峰发生改变。Si元素对FeAl相的合金化机理还有待进一步研究。多孔支撑体需要具备较高的通量和一定的力学性能。多孔支撑体的开孔隙度要求越大越好，由前期研究可知，随Si含量的增加，FeAl多孔体的孔隙度增大[15]。单从孔隙度上分析可以选择高Si试样，但是支撑体还要满足一定的力学性能要求。图3为不同Si含量支撑体的抗弯强度。由图3可知，随支撑体中Si含量的增加，材料的抗弯强度下降。当Si含量为1%时，材料的抗弯强度约为21.5 MPa；当Si含量超过3%后，抗弯强度降到约9.6 MPa。一般来说，多孔材料的力学性能与本征强度和结构强度有关。Si含量的增加会使孔隙度增大，即随Si含量的增加，有效承载面积减小，抗弯强度下降[16]。综上可知，Si元素虽然能提高多孔材料的孔隙度，但是也会因此带来强度降低的问题，所以选择综合性能最优的含1%Si元素的FeAl1Si材料作为支撑体。
多孔支撑体需要具备较高的通量和一定的力学性能。多孔支撑体的开孔隙度要求越大越好，由前期研究可知，随Si含量的增加，FeAl多孔体的孔隙度增大[15]。单从孔隙度上分析可以选择高Si试样，但是支撑体还要满足一定的力学性能要求。图3为不同Si含量支撑体的抗弯强度。由图3可知，随支撑体中Si含量的增加，材料的抗弯强度下降。当Si含量为1%时，材料的抗弯强度约为21.5 MPa；当Si含量超过3%后，抗弯强度降到约9.6 MPa。一般来说，多孔材料的力学性能与本征强度和结构强度有关。Si含量的增加会使孔隙度增大，即随Si含量的增加，有效承载面积减小，抗弯强度下降[16]。综上可知，Si元素虽然能提高多孔材料的孔隙度，但是也会因此带来强度降低的问题，所以选择综合性能最优的含1%Si元素的FeAl1Si材料作为支撑体。2.2 多孔膜的制备及孔结构性能
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于喷涂法制备氧化锡薄膜的钙钛矿太阳能电池[J]. 王熹,赵志国,秦校军,熊继光,董超,白阳,李煜璟,陈棋. 中国光学. 2019(05)
[2]浸渍法制备Ni-L/g-C3N4复合材料及其光催化产氢性能研究[J]. 张婷,陈梅,邓洪芬,高明,高恩军. 沈阳化工大学学报. 2019(02)
[3]锆合金表面渗氮层对TiAlN涂层结合力的影响[J]. 李涛,樊湘芳,胡汝骞,刘兵兵,刘艳红,王晓婧. 金属热处理. 2018(05)
[4]Interfacial microstructure and mechanical properties of Ti-6Al-4V/Al7050 joints fabricated using the insert molding method[J]. Hong-xiang Li,Xin-yu Nie,Zan-bing He,Kang-ning Zhao,Qiang Du,Ji-shan Zhang,Lin-zhong Zhuang. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2017(12)
[5]PECVD法制备纳米多孔SiOx薄膜[J]. 曹玥,王灿,张改梅,宋晓利,陈强. 包装工程. 2017(19)
[6]提高300M钢零件HVOF涂层结合力的方法[J]. 李博. 新技术新工艺. 2015(02)
本文编号：3624349
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