《表3 几种难熔高熵合金和部分传统高温合金在1173 K(或1073 K)空气氧化3 h后的增重》
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《新型NbMoCrTiAl-1Si-xB(x=0、1)难熔高熵合金的微观组织及高温氧化行为研究》
对图6进一步分析可知,NbMoCrTiAl-1Si-x B(x=0、1)合金氧化膜中的刚玉结构相为Al2O3和Cr2O3,金红石结构相主要是TiO2、Ti0.8Al0.1Nb0.1O2、Ti0.6Al0.2Nb0.2O2和Ti0.4Al0.3Nb0.3O2,并未发现具有金红石结构的Nb2O5。研究表明[23-24,27],Nb2O5通常只在氧化初期形成,并容易与TiO2掺杂在一起,氧化后期又易与TiO2反应生成复杂氧化物,而不易探测到。因此,在1173 K下氧化48 h后,NbMoCrTiAl-1Si合金的氧化膜主要由金红石结构TiO2、刚玉结构的Al2O3和Cr2O3等氧化物构成。而对于NbMoCrTiAl-1Si-1B合金而言,在1173 K下氧化膜的形成可以分为三个阶段:氧化初始阶段,由于Al、Ti和氧之间的强亲和力,合金表面会优先形成以大量TiO2为主,少量Al2O3、Nb2O5和Cr2O3等为辅的简单氧化物;之后,由于B对合金中Al元素的弱钉扎作用,以及Ti原子的消耗所带来的Al元素活性的增大[48],均使得Al充分地扩散至TiO2中替换Ti,在试样外表面形成一层致密的Al2O3膜;最后,由于所形成的Al2O3和TiO2膜对氧气向内扩散和金属元素向外扩散的阻碍作用,在氧化初期所形成的简单氧化物之间就会相互发生反应,生成密度较大的复杂氧化物,如Ti0.8Al0.1Nb0.1O2、Ti0.6Al0.2Nb0.2O2和Ti0.4Al0.3Nb0.3O2等[46]。因此,在高温氧化过程中,B元素的添加使NbMoCrTiAl-1Si-1B合金表面由外而内形成了由Al2O3、TiO2、Cr2O3和Ti0.4Al0.3Nb0.3O2等组成的致密氧化膜,大大降低了合金的氧化速率,提高了合金的高温氧化性能。
图表编号 | XD00145568500 严禁用于非法目的 |
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绘制时间 | 2020.06.20 |
作者 | 要玉宏、梁霄羽、金耀华、王正品、刘江南、南條弘 |
绘制单位 | 西安工业大学陕西省光电功能与器件重点实验室、西安工业大学陕西省光电功能与器件重点实验室、西安工业大学陕西省光电功能与器件重点实验室、西安工业大学陕西省光电功能与器件重点实验室、西安工业大学陕西省光电功能与器件重点实验室、日本国立产业技术综合研究所东北中心 |
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