| 题名 | 镍基纳米复合膜的渗氮及渗铬研究 |
| 作者 | 赵敬棋 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-04-25 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 王福会 |
| 关键词 | 纳米复合膜 离子氮化 渗Cr 硬度 抗氧化性能 |
| 其他题名 | Nitriding and Chromizing of Novel Electrodeposited Ni-based Nanocomposites |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 采用复合电镀技术，制备出不同的纳米复合膜，它由纳米晶Ni基体及弥散分布于其中的不同纳米颗粒（包括Cr、Al2O3或CeO2）组成。利用差示扫描量热计（DSC）研究了Ni-Cr纳米复合膜的热稳定性。用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、电子探针（EPMA）等技术，研究了Ni-Cr纳米复合膜的离子渗氮行为以及Ni-Al2O3和Ni-CeO2纳米复合膜渗Cr层的微观结构和氧化行为。得出以下主要结果： 1. Ni-Cr纳米复合膜热稳定性： Ni-10.9 mass%Cr纳米复合膜（基体Ni的平均晶粒为60 nm）在10 K/min的恒速升温过程中晶粒长大温度为550 oC。TEM分析表明，在570 oC时，基体纳米晶Ni的局部区域出现非正常晶粒长大现象，即晶粒不均匀不连续地长大，这与纳米Cr颗粒在基体Ni中局部分布不均有关；与此同时伴随着纳米Cr颗粒溶解的现象，当温度升到590 oC时，Ni的平均晶粒尺度达到220 nm，610 oC时，Ni的平均晶粒尺寸长大到300 nm左右。 2. Ni-Cr纳米复合膜的离子渗氮行为： Ni-10.8 mass%Cr 纳米复合膜经560 oC离子氮化10小时后，形成大约为55 m的氮化层，且分为两层：外氮化层约为50 m厚，细小的CrN颗粒弥散分布在纳米晶Ni基体中，而且随着深度增加，CrN颗粒变大而数量减少（符合Böhm-Kahlweit’s模型）；内层是5 m厚的几乎连续的CrN层。与成分相近的铸态Ni-10 mass%Cr合金（平均晶粒度为30m）相比，纳米复合膜内的渗氮动力学提高，这是由于纳米晶中丰富的晶界充当了氮向内扩散的快速“通道”，提高了氮的渗透率。硬度测试表明，外层硬度随深度增加而下降，即从表面的7.5 GPa下降到6 GPa（距离表面50 m深）；内层硬度达到了12 GPa。 随着Ni-Cr纳米复合膜中Cr含量的升高，连续CrN层的形成位置向表面移动，即复合膜由“内氮化”向“外氮化”的转变能力增强，当Cr含量达到30 mass%时，在表面形成一层连续的CrN。因此，通过调整Ni-Cr纳米复合膜的Cr含量，可获得结构和性能不同的氮化层。 3. Ni-Al2O3 和Ni-CeO2纳米复合膜渗Cr层结构和氧化性能比较： 在1120 oC下渗Cr 4小时后，与镀Ni渗Cr层比较，Ni-Al2O3纳米复合膜的渗Cr层晶粒细化，但其900 oC的抗氧化性能并没有本质性地提高。而Ni-CeO2纳米复合膜渗Cr后，渗Cr层不仅晶粒细化，其900 oC的抗氧化能力得到了极大提高，这和CeO2起“活性元素效应”而提高热生长Cr2O3膜的抗氧化性能有关。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 96 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16954]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵敬棋. 镍基纳米复合膜的渗氮及渗铬研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论