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在冶金、能源、航空航天和化工等领域中,许多零部件往往在高温环境下工作,对材料的抗高温氧化性能提出了较高的要求。电沉积镍基高温复合镀层是提高材料高温氧化性能的有效方法之一,该工艺具有镀层成分多元、工艺简单、成本低等优势而日益受到重视。Al、Cr作为重要的高温氧化元素,能在材料表面形成一层致密的氧化膜,保护金属基体不被氧化。本论文采用溶胶-凝胶法对Al、Cr颗粒进行Si O2包覆改性,通过电沉积成功制备了Ni-Co/Al(Cr)复合镀层,对复合镀层进行高温氧化性能测试,获得了一些有用结论。采用溶胶-凝胶法对Al、Cr颗粒进行表面包覆改性,以包覆后颗粒的组织结构、粒径大小、包覆膜致密性等作为主要评价指标,研究Al、Cr颗粒的包覆改性工艺,得出Si O2包覆Al(Cr)颗粒的较合适工艺为各物质质量(g)体积(m L)比mAl(Cr):m TEOS:m乙二胺:VKH-550:VH2O:V无水乙醇:V乙醇溶液=1:1.5:0.75:0.3:36:20:6,包覆温度为40°C,包覆时间为5小时。颗粒表面包覆膜为非晶态结构的Si O2;超声波分散处理能有效改善颗粒团聚现象,提高包覆颗粒的分散性,包覆Al粉颗粒粒径减小31%,包覆Cr粉颗粒粒径减小14%;包覆时间和包覆温度对包覆颗粒粒径分布及包覆膜的致密性有显著影响,包覆颗粒粒径随包覆时间和包覆温度的增加而增大,较合适包覆工艺条件下包覆Al粉平均粒径为8.583um,包覆Cr粉平均粒径为8.161um;包覆膜致密性随包覆时间的延长而逐渐增加,随包覆温度的提高先增加后急剧降低,较合适包覆工艺条件下Si O2包覆Al(Cr)颗粒在0.1mol/L盐酸溶液中的缓蚀率分别为98.3%和97%,可有效防止Al(Cr)颗粒在酸性镀液中的溶解。电沉积Ni-Co/Al(Cr)复合镀层的工艺条件为:1g/L包覆Al粉(2g/L包覆Cr粉或2g/L包覆Al粉和Cr粉的混合粉末,其中混合粉末质量比为1:1)加入Ni-Co基础镀液中,镀液温度45°C,p H 3.2,机械间歇搅拌频率(每小时搅拌次数)为3,该工艺下制备了3种复合镀层Ni-Co-27.82Al、Ni-Co-33.23Cr、Ni-Co-12.18Al-16.19Cr(质量百分比)。包覆Al(Cr)粉与Ni-Co基质金属共沉积制备Ni-Co/Al(Cr)复合镀层镀态时第二相粒子能改变晶粒择优取向,镀层有非晶化转变倾向。NiCo/Al(Cr)复合镀层是一种含Al(Cr)颗粒的镍基固溶体结构,与基体结合紧密;800°C扩散热处理后Al颗粒在复合镀层中发生扩散,较均匀地分布在镀层中,同时Ni和Al发生反应由第二相粒子转变析出Al3Ni2相和Ni3Al相,Cr颗粒则主要通过元素扩散作用向基质金属内扩散,镀层晶化;800°C扩散热处理80min后镀层成分均一,结构稳定;镀层硬度随着扩散热处理时间的延长逐渐降低。Ni-Co-27.82Al、Ni-Co-33.23Cr、Ni-Co-12.18Al-16.19Cr 3种复合镀层在900°C氧化20h后质量增重分别为0.99mg·cm-2、1.14mg·cm-2、4.39mg·cm-2,在1000°C氧化20h后质量增重分别为1.91 mg·cm-2、5.87 mg·cm-2、6.16 mg·cm-2,含Al复合镀层表现出优异的抗高温氧化性能,3种复合镀层氧化动力学曲线都基本遵循抛物线增长规律。复合镀层在900°C和1000°C下恒温氧化20h后,镀层外表层都产生了具有小平面特征的Ni O氧化物,Ni-Co-27.82Al复合镀层氧化层次外层为Ni O、Al2O3和Ni Al2O4组成的复合氧化物,Ni-Co-33.23Cr复合镀层氧化层次外层为Ni O、Cr2O3和Ni Cr2O4组成的复合氧化物,Ni-Co-12.18Al-16.19Cr复合镀层氧化层次外层为Ni O、Al2O3、Cr2O3、Ni Al2O4和Ni Cr2O4组成的复合氧化物;在900°C氧化时,Ni-Co-27.82Al、Ni-Co-33.23Cr复合镀层氧化层致密连续,镀层抗高温氧化性能优异;在1000°C氧化时,Ni-Co-27.82Al复合镀层氧化层依然致密连续,镀层抗高温氧化性能较好,而Ni-Co-33.23Cr复合镀层氧化层致密性下降、扩散性能增强,镀层抗高温氧化性能急剧降低;Ni-Co-12.18Al-16.19Cr复合镀层在900°C和1000°C氧化时,氧化层完整连续,但抗高温氧化性能较差。