金属学报  2005, Vol. 41 Issue (6): 645-648

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单晶与多晶NbSi2在1023 K氧化行为的对比

张 芳;张澜庭;郁金星;吴建生

上海交通大学材料科学与工程学院教育部高温材料及测试重点实验室; 上海 200030

A Comparison of the Oxidation Behaviors of Poly-Crystalline and Single Crystalline NbSi2 at 1023 K

ZHANG Fang; ZHANG Lanting; YU Jinxing; WU Jiansheng

Key Laboratory of the Ministry of Education for High Temperature Materials and Testing; School of Materials Science and Engineering; Shanghai Jiaotong University; Shanghai 200030

张芳; 张澜庭; 郁金星; 吴建生 . 单晶与多晶NbSi2在1023 K氧化行为的对比[J]. 金属学报, 2005, 41(6): 645-648 .
, , , . A Comparison of the Oxidation Behaviors of Poly-Crystalline and Single Crystalline NbSi2 at 1023 K[J]. Acta Metall Sin, 2005, 41(6): 645-648 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(219 KB)   摘要: 选择NbSi2的单晶、放电等离子烧结(SPS)多晶和电弧熔炼多晶样品在 1023 K下氧化, 研究了微裂纹、孔隙和晶界对NbSi2氧化行为的影响. 结果表明, 含有大量微裂纹的电弧熔炼多晶样品经3 h氧化后完全粉化, 而单晶 和SPS样品经89 h氧化亦未出现粉化. 无论是单晶还是多晶样品, 氧化产物均为 Nb2O5和SiO2, 生成的Nb2O5易剥落, 样品的氧 化动力学曲线均呈直线规律, 证明NbSi2的氧化过程是一种本征无保护 条件下氧元素与基体元素直接反应的过程. 多晶样品的氧化速率明显高于单 晶样品的氧化速率, 分析表明晶界和孔隙相当于增加了氧化反应的有效面积, 提出了相应模型. 关键词 ： NbSi2,  氧化,  单晶,  粉化现象      Abstract：Single crystalline, arc-melted and SPS poly-crystalline NbSi2 samples were prepared for oxidation experiment at 1023 K, and the effects of cracks, pores and grain boundary on the oxidation behavior of NbSi2 were investigated. For arc-melted poly-crystalline samples, NbSi2 fully turned into powders after 3 h exposure at 1023 K, which is known as the “pesting” phenomenon. As a comparison, no pesting was found in the dense SPS poly-crystalline samples and single crystals after 89 h. The oxide formed on NbSi2 at 1023 K consists of Nb2O5 and minor SiO2. The Nb2O5 is lose and nonprotective, which spalls from the sample during oxidation. The oxidation kinetics of all the NbSi2 samples at 1023 K follows a linear law. The oxidation rate is intrinsically determined by the reaction rate between the matrix and the oxygen in air, which in turn is determined by the exposure area of the sample. The NbSi2 poly-crystalline sample shows a much larger weight change than that of the single crystalline sample, indicating grain boundaries and pores increase the effective area of oxidation reaction. A relevant model was proposed. Key words： NbSi2    oxidation    single crystal 收稿日期: 2004-04-24      ZTFLH:  TG132.3   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 张芳 张澜庭 郁金星 吴建生 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2005/V41/I6/645 [1]Shah D M,Berczik D.Mater Sci Eng,1992;A155:45 [2]Tanaka K,Nawata K,Inui H,Yamaguchi M,Koiwa M.Intermetallics,2001;9:603 [3]Fitzer V E.In:Benesovsky F,ed.,Plansee Proc 2nd Seminar Reutte/Tyrol,Vienna:Springer,1955:56 [4]Berztiss D A,Cerchiara R R,Gulbransen E A,Pettit F S,Meier G H.Mater Sci Eng,1992;A155:165 [5]Schlichting J.High Temp High Pressures,1978;10:241 [6]Yanagihara K,Przybylski K,Maruyama T.Oxid Met,1997;47:277 [7]Rausch J J.Report No.ARF 2981-4.Armour Research Foundation,Chicago,IL,1961 [8]Pitman S H,Tsakiropoulos P.Mater Res Symp Proc,1995;364:1321 [9]Murakami T,Sasaki S,Ichikawa K,Kitahara A.Inter- metallics,2001;9:621 [10]Zhou J W.Master Dissertation,Shanghai Jiaotong University,2004 (周健威．上海交通大学硕士学位论文,2004) [11]Murakami T,Xu C N,Kitahara A,Kawahara M,Taka-hashi Y,Inui H,Yamaguchi M.Intermetallics,1999;7:1043 [12]Murakami T,Sasaki S,Ichikawa K,Kitahara A.Intermetallics,2001;9:629 [13]McKamey C G,Tortorelli P F,De Van J H,Carmichael C A.J Mater Res,1992;7:2747 [14]Chou T C,Nieh T G.J Mater Res,1993;8:214 [15]Shan A D,Fang W,Hashimoto H,Park Y-H.Scr Mater,2002;46:645 [16]Sannia M,Orru R J,Garay E,Gao G Z,Munir A.Mater Sci Eng,2003;A345:270 [17]Hiroyuki S,Masaru Y,Ken H,Osamu Y.Mater Res Bull,2002;37:1557 [18]Li M S.High Temperature Corrosion of Metals.Beijing:Metallurgical Industry Press,2001:36 (李美栓．金属的高温腐蚀．北京:冶金工业出版社,2001:36) [19]Kurokawa K,Houzumi H,Saeki I,Takahashi H.Mater Sci Eng,1999;A261:292 [20]Liu Y Q,Shao G,Tsakiropolo P.Intermetallics,2001;9:125\ [1] 赵鹏, 谢光, 段慧超, 张健, 杜奎. 两种高代次镍基单晶高温合金热机械疲劳中的再结晶行为[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1221-1229. [2] 卢楠楠, 郭以沫, 杨树林, 梁静静, 周亦胄, 孙晓峰, 李金国. 激光增材修复单晶高温合金的热裂纹形成机制[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1243-1252. [3] 李嘉荣, 董建民, 韩梅, 刘世忠. 吹砂对DD6单晶高温合金表面完整性和高周疲劳强度的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1201-1208. [4] 张健, 王莉, 谢光, 王栋, 申健, 卢玉章, 黄亚奇, 李亚微. 镍基单晶高温合金的研发进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1109-1124. [5] 司永礼, 薛金涛, 王幸福, 梁驹华, 史子木, 韩福生. Cr添加对孪生诱发塑性钢腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 905-914. [6] 黄鼎, 乔岩欣, 杨兰兰, 王金龙, 陈明辉, 朱圣龙, 王福会. 基体表面喷丸处理对纳米晶涂层循环氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 668-678. [7] 王迪, 贺莉丽, 王栋, 王莉, 张思倩, 董加胜, 陈立佳, 张健. Pt-Al涂层对DD413合金高温拉伸性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(3): 424-434. [8] 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. [9] 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. [10] 李昕, 江河, 姚志浩, 董建新. O原子对高温合金基体Ni、Co和NiCr晶界作用的理论计算分析[J]. 金属学报, 2023, 59(2): 309-318. [11] 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. [12] 芮祥, 李艳芬, 张家榕, 王旗涛, 严伟, 单以银. 新型纳米复合强化9Cr-ODS钢的设计、组织与力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1590-1602. [13] 张子轩, 于金江, 刘金来. 镍基单晶高温合金DD432的持久性能各向异性[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1559-1567. [14] 苏震奇, 张丛江, 袁笑坦, 胡兴金, 芦可可, 任维丽, 丁彪, 郑天祥, 沈喆, 钟云波, 王晖, 王秋良. 纵向静磁场下单晶高温合金定向凝固籽晶回熔界面杂晶的形成与演化[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1568-1580. [15] 胡敏, 周生玉, 国京元, 胡明昊, 李冲, 李会军, 王祖敏, 刘永长. 多相Ni3Al基高温合金微区氧化行为[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1346-1354. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed