金属学报  1997, Vol. 33 Issue (4): 398-405

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Ni20Cr合金表面离子注入钇后氧化层的微观结构与氧化机制

彭晓;平德海;李铁藩;吴维

中国科学院金属腐蚀与防护研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室;沈阳;110015;中国科学院金属研究所固体原子像开放研究实验室;沈阳;110015;中国科学院金属研究所固体原子像开放研究实验室;沈阳;110015;中国科学院金属腐蚀与防护研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室;沈阳;110015;中国科学院金属研究所固体原子像开放研究实验室;沈阳;110015;中国科学院金属腐蚀与防护研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室;沈阳;110015

MICROSTRUCTURE OF OXIDE SCALE AND OXIDATION MECHANISM OF Y~+ IMPLANTED ALLOY Ni20Cr

PENG Xiao; PING Dehai; LI Tiefan; WU Weitao(State Key Laboratory for Corrosion and Protection; Insititute of Corrosion and Protection of Metals; Chinese Academ of Sciences; Shenyang 110015)(Laboratory of Atomic Imaging of Solids;Institute of Metal Research; Chinese Academy of Sciences; Shenyang 110015)(Manuscript received 1996-03-15)

彭晓;平德海;李铁藩;吴维. Ni20Cr合金表面离子注入钇后氧化层的微观结构与氧化机制[J]. 金属学报, 1997, 33(4): 398-405.
, , , . MICROSTRUCTURE OF OXIDE SCALE AND OXIDATION MECHANISM OF Y~+ IMPLANTED ALLOY Ni20Cr[J]. Acta Metall Sin, 1997, 33(4): 398-405.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(3430 KB)   摘要: 用SEM／EDS，XRD,TEM／EDS等对1000℃下的Ni20Cr合金及其离子注Y（剂量分别为1×1015，2×1016和1×1017ions／cm2）后的氧化膜表面形貌、微观结构和氧化产物进行观测分析，确认氧化膜由具有较大晶粒尺寸的NiO，NiCr2O4尖晶石和较小晶粒尺寸的Cr2O3氧化物组成，且在部分NiO三角晶界处发现有空洞产生，注入Y剂量大于2×1016ions／cm2后，Cr的氧化产物的体积分数明显增多，并在其中探测到Y，它大多以含Y的氧化物小颗粒存在于Cr2O3氧化物层内，根据实验结果，认为在氧化初始，Y优先氧化形成细小的氧化物颗粒（10—20nm），这些小颗粒在随后的氧化过程中，一方面促进Cr2O3氧化物的形核和生长，另一方面通过自身微量溶解产生Y3＋并向氧化膜晶界偏聚，这不仅阻挡Cr3＋沿晶界的短路扩散，而且增强了氧化膜晶粒间的粘结力，进而降低氧化速率，提高了氧化膜的力学性能。 关键词 ： Ni20Cr,  Y离子注入,  氧化膜,  微观结构     Abstract：The surface morphologies and microstructures as well as phase compositions of scale on the alloy Ni20Cr and the alloy implanted by Y+ (with the dose of 1×1O15,2×1016 and 1×1017 Y/ cm2 respectively) oxidized in air at 1000℃ have been investigated by means of SEM / EDS, XRD and TEM / EDS. It was found that all the scale of alloy Ni20Cr with and without yttrium implantation were composed of larger grained NiO, NiCr2O4 and finer grained Cr2O3, and among of which small pores were created at the triangular junctions of grain boundaries of NiO. The implanted yttrium ions over 2×1016/cm2 increased the volume fraction of Cr-containing oxide, in which yttrium, most of which formed small Y-containing oxide particles, was detected. According to the experimental results, it was believed that in the initial oxidation stage yttrium oxidized in preference to alloy elements and formed fine oxide particles (10-20nm), and sequentially the particles may not only promote the nucleation and growth for Cr2O3 also produce Y ions segregated to its grain boundaries due to the partial dissolution of the particles itselves, the latter was beneficial to decrease the scale growth rate as well as improve its mechanical properties for the reason that segragated Y ions may inhibit the Cr3+ out-diffusion along "short-circuit' and enhance the cohesion between oxide grains. Key words： alloy Ni20Cr    yttrium ion implantation    oxide scale    microstructure 收稿日期: 1997-04-18      基金资助:国家自然科学基金;;国家新材料高技术专家委员会联合资助 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 彭晓 平德海 李铁藩 吴维 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y1997/V33/I4/398 1Wood G C,Hodgkiess T.J Electrochem Soc,1966;113:319 2Douglass D L.Corros Sci,1968;8:665 3Stott F H.In:Lang E ed.,The Role of Active Elements in the Oxidation Behaviour of High Temperature Metals and Alloys,London:Elsevier,1989:3 4Stott F H,Wood G C,Stringer J.Oxid Met,1989;44:113 5彭晓。中国科学院金属腐蚀与防护研究所博士学位论文,1995 6Bennett M J,Moon D P.In:Lang E ed., The Role of Active Elements in the Oxidation Behaviour ofHigh Temperature Metals and Alloys,London:Elsevier,1989:111 7靳惠明.中国科学院金属腐蚀与防护研究所博士学位论文,1996 8Pint B A,Hobbs L W. Oxid Met,1994,41:203 9Evans H E.Mater Sci Technol,1988;4:1083 10Schutze M.In:Coatings,Saito Y.et al eds., High Temprature Corrosion of Advanced Materials and Protective.Amsterdam:North-Holland,1992:29 11Schutze M.Corros Sci,1993;35:955 12李美栓,彭晓,马信清,李铁藩.金属学报,1994;30:B169A [1] 张德印, 郝旭, 贾宝瑞, 吴昊阳, 秦明礼, 曲选辉. Y2O3 含量对燃烧合成Fe-Y2O3 纳米复合粉末性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 757-766. [2] 刘满平, 薛周磊, 彭振, 陈昱林, 丁立鹏, 贾志宏. 后时效对超细晶6061铝合金微观结构与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 657-667. [3] 刘来娣, 丁彪, 任维丽, 钟云波, 王晖, 王秋良. DZ445镍基高温合金高温长时间氧化形成的多层膜结构[J]. 金属学报, 2023, 59(3): 387-398. [4] 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. [5] 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. [6] 杨超, 卢海洲, 马宏伟, 蔡潍锶. 选区激光熔化NiTi形状记忆合金研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 55-74. [7] 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. [8] 孙蓉蓉, 姚美意, 林晓冬, 张文怀, 仇云龙, 胡丽娟, 谢耀平, 杨健, 董建新, 成国光. 添加Ti对Fe22Cr5Al3Mo合金在500℃过热蒸汽中腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(5): 610-622. [9] 李金富, 李伟. 铝基非晶合金的结构与非晶形成能力[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 457-472. [10] 林晓冬, 马海滨, 任啟森, 孙蓉蓉, 张文怀, 胡丽娟, 梁雪, 李毅丰, 姚美意. Fe13Cr5Al4Mo合金在高温高压水环境中的腐蚀行为[J]. 金属学报, 2022, 58(12): 1611-1622. [11] 张显程, 张勇, 李晓, 王梓萌, 贺琛贇, 陆体文, 王晓坤, 贾云飞, 涂善东. 异构金属材料的设计与制造[J]. 金属学报, 2022, 58(11): 1399-1415. [12] 马敏静, 屈银虎, 王哲, 王军, 杜丹. Ag-CuO触点材料侵蚀过程的演化动力学及力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(10): 1305-1315. [13] 王洪伟, 何竹风, 贾楠. 非均匀组织FeMnCoCr高熵合金的微观结构和力学性能[J]. 金属学报, 2021, 57(5): 632-640. [14] 潘杰, 段峰辉. 非晶合金的回春行为[J]. 金属学报, 2021, 57(4): 439-452. [15] 李宁, 黄信. 块体非晶合金的3D打印成形研究进展[J]. 金属学报, 2021, 57(4): 529-541. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed