张平
导师姓名:郭喜平
职 称:教授
工作单位(院系): 西北工业大学凝固技术国家重点实验室
导师点评:
本论文研究了采用Al和Y改性的硅化物渗层的制备技术及其高温抗氧化性能,力图揭示多元渗层的组织形成机理、渗层的氧化行为及其退化机理。研发出Si-AI-Y的渗层具有优良的高温抗氧化性能,研究结果具有重要的理论意义和实用价值。
星之论点:
铌硅化物基超高温合金Y和AI改性硅化物渗层的组织形成及其高温抗氧化性能
经多元合金化的铌硅化物基超高温合金在熔点(约1750℃ )、密度(6.8g/cm)、高温强度及室温断裂韧性(已达到23.8MPam1/2)方面有明显优势,有潜力使用在1200~1400℃ 的温度范围内,是下一代推重比在12以上的先进航空和航天发动机涡轮叶片等热端部件的潜在用材。目前限制该合金实用化的主要障碍是其高温抗氧化性能仍显不足,因此针对该合金能使用在1250℃ 以上的长寿命抗氧化涂层的制备技术及对涂层组织结构优化机理的研究具有重要意义。本论文工作采用扩散渗法在一种新型铌硅化物基超高温合金表面制备了Y和AI共同改性的硅化物渗层,较系统地研究了扩散渗工艺对渗层组织结构的影响,并考察了具有优化组织结构的渗层在1250℃下的抗氧化性能。研究内容涉及的机理问题有:多元共渗动力学、渗层组织形成机理、Y改性机制及催渗机理、氧化动力学、抗氧化机理等。研究表明:扩散渗温度、保温时间及渗剂组成等都对渗层的组织结构具有一定的影响;渗层的形成过程是一个AI、Si有序沉积的过程,且AI在渗层中的含量影响其抗氧化寿命;经某特定工艺制备的Y和AI改性硅化物渗层具有多层结构,如下图所示,其在1250℃至少l00 h内可有效保护基体合金不被氧化,且氧化后增重只有2.33mg/cm2。