金属学报  1994, Vol. 30 Issue (16): 169-174

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离子注入Ce对Ni20Cr合金抗氧化性能的影响

李美栓;彭晓;马信清;李铁藩

中国科学院金属腐蚀与防护研究所腐蚀科学开放实验室

INFLUENCE OF Ce IMPLANTATION ON OXIDATION BEHAVIOUR OF Ni20Cr ALLOY

LI Meishuan; PENG Hiao;MA Hinqing;LI Tiefan(Corrosion Science Laboratory;Institute of Corrosion and Protection of Metals;Chinese Academy of Sciences)(Manuscript received 10 May;1993)

李美栓;彭晓;马信清;李铁藩. 离子注入Ce对Ni20Cr合金抗氧化性能的影响[J]. 金属学报, 1994, 30(16): 169-174.
, , , . INFLUENCE OF Ce IMPLANTATION ON OXIDATION BEHAVIOUR OF Ni20Cr ALLOY[J]. Acta Metall Sin, 1994, 30(16): 169-174.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(413 KB)   摘要: 注入剂量为２×１０１６，５×１０１６，１×１０１７／ｃｍ２的Ｃｅ＋，使Ｎｉ２０Ｃｒ合金在１０００和１１００℃下的氧化速率显著降低．氧化膜致密、完整、粘附性好．利用离子探针分析技术测量了注Ｃｅ＋后，合金元素在合金表面及１１００℃形成的氧化膜内结合能差．注Ｃｅ＋后降低了合金表面Ｃｒ＋的结合能，有利于其向外扩散从而快速成膜；增大了膜内Ｃｒ＋和Ｎｉ＋的结合能，对这些离子在膜内的扩散起阻碍作用．因此，Ｃｅ＋的注入能改善合金的抗氧化性能．此外，在１０００℃循环氧化２７０次后，氧化膜部分剥落，Ｃｅ改善合金抗氧化性能仍十分显著． 关键词 ： Ｎｉ２０Ｃｒ合金,  高温氧化,  Ｃｅ,  离子注入,  结合能     Abstract：Implantation of 2×1016,5×1016,1×1017Ce+/cm2 into Ni20Cr alloy can significantly decrease the oxidation rate at 1000 and 1100℃,and improve the adhesion of oxide scales.The changes of binding energy of alloy in elements in alloy surface after Ce implanting and in oxide scale formed at 1100℃ were measured using ion microperobe mass analyzer.The decrement of binding energy of Cr+on the alloy surface accelerate rapidly the formation of protective Cr2O3,however these of Cr+and Ni+ in the oxide scale increase,the outward diffusion of Cr3+and Ni2+through the scale are delayed.This seems to be the main reason for Ce implantation to decrease the oxidation rate of Ni20Cr at 1100℃.The oxide scales of Ce-implanted Ni20Cr alloy are dense,intact and well adhesive with the alloy.The oxide scales spall partially after 270 time during the cyclic oxidation at 1000℃,but the effect of Ce on the improvement of the oxide scale adherence is still obvious.Correspondent:LI Meishuan,assistant professor,(Institute of Corrosion and Protection of Metals,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110015) Key words： Ni20Cr alloy    oxidation    Ce    implantation    binding energy      基金资助:国家自然科学基金 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 李美栓 彭晓 马信清 李铁藩 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y1994/V30/I16/169 1HindamH,WhittleDP．OxidMet,1982;18:2452MoonDP．MaterSciTechnol,1989;5:7543StringerJ．MaterSciEng,1989,A120:1294StootFH,PunniJS,WoodGC,DearnaleyG．IonImplantationIntoMetals．PergamonPress,1982:2455PrzybylskiK,Garratt-ReedAJ,YurekGJ．JElectrochemSoc,1988;135:5096CotellCM,YurekGJ,HusseyRJ,MitchchellDF,GrahamMJ．OxidMet,1990;34:173,2017万晓景,杨柯,曹名洲．金属学报,1986;22:A1898陈廉,刘树望,邹军军,邵玉霞,李裕光．质谱学报,1988:9:329GaoPeiyu．8thInternationalCongressonMetallicCorrosion,Vol．1,Mainz,Germany,InternationalCorrosionCouncil,EuropeanFederationofCorrosion,DechemaDeutscheGesellsehaftfurChemischesApparatewesene．V．Frankfurt//Main,1981:40610AbderrazikGB,MoulinG,HuntzAM,OxidMet,1990;33:191p [1] 沈朝, 王志鹏, 胡波, 李德江, 曾小勤, 丁文江. 镁合金抗高温氧化机理研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(3): 371-386. [2] 徐文国, 郝文江, 李应举, 赵庆彬, 卢炳聿, 郭和一, 刘天宇, 冯小辉, 杨院生. 微量Al、Ti对Inconel 690合金高温氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1547-1558. [3] 丛鸿达, 王金龙, 王成, 宁珅, 高若恒, 杜瑶, 陈明辉, 朱圣龙, 王福会. 新型无机硅酸盐复合涂层制备及其在高温水蒸气环境的氧化行为[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1083-1092. [4] 解磊鹏, 孙文瑶, 陈明辉, 王金龙, 王福会. 制备工艺对FGH4097高温合金微观组织与性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 992-1002. [5] 刘洁, 徐乐, 史超, 杨少朋, 何肖飞, 王毛球, 时捷. 稀土Ce对非调质钢中硫化物特征及微观组织的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(3): 365-374. [6] 杨亮, 吕皓天, 万春磊, 巩前明, 陈浩, 张弛, 杨志刚. 综述：活性元素作用机理——氧化物“钉扎”模型[J]. 金属学报, 2021, 57(2): 182-190. [7] 李根, 兰鹏, 张家泉. 基于Ce变质处理的TWIP钢凝固组织细化[J]. 金属学报, 2020, 56(5): 704-714. [8] 赵明雨,甄会娟,董志宏,杨秀英,彭晓. 新型耐磨耐高温氧化NiCrAlSiC复合涂层的制备及性能研究[J]. 金属学报, 2019, 55(7): 902-910. [9] 张林,满田囡,王恩刚. 弥散固态颗粒对Al-Bi合金液-液相分离过程的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(3): 399-409. [10] 高博, 王磊, 宋秀, 刘杨, 杨舒宇, 千叶晶彦. 预氧化对Co-Al-W基高温合金高温氧化和热腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(10): 1273-1281. [11] 黄宇, 成国光, 谢有. 稀土Ce对钎具钢中夹杂物的改质机理研究[J]. 金属学报, 2018, 54(9): 1253-1261. [12] 王帅鹏, 罗文华, 李赣, 李海波, 张广丰. La含量对Ce-La合金氢化动力学的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(8): 1187-1192. [13] 帅三三, 林鑫, 肖武泉, 余建波, 王江, 任忠鸣. 横向静磁场对激光熔化增材制造Al-12%Si合金凝固组织的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(6): 918-926. [14] 白银, 刘正东, 谢建新, 包汉生, 陈正宗. 预氧化处理对G115钢高温蒸气氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(6): 895-904. [15] 周小卫,欧阳春,乔岩欣,沈以赴. 活性Ti表面电沉积Ni-CeO2复合镀层及其强韧性机理分析[J]. 金属学报, 2017, 53(2): 140-152. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed