周小卫
,
沈以赴
,
靳惠明
材料热处理学报
利用超声波高频振荡效应与双脉冲电源特性电沉积法制备Ni-CeO2稀土纳米复合镀层。利用环境扫描电镜（E-SEM）及透射电子显微镜（TEM）,分别对镀层的微观形貌与晶粒结构进行分析表征。分析时效热处理和纳米稀土CeO2掺杂对晶体结构转变、显微硬度、热裂纹产生与扩展机理的影响。研究表明：由于纳米尺度稀土颗粒＂抢占＂Ni晶粒长大的空间,限制其粗大,生成组织致密且具有非晶态结构的合金镀层;复合沉积的稀土能钉扎愈合开裂的大晶界;纳米稀土颗粒填充晶界间隙等并有效地阻止裂纹源的萌生与扩展;经过500℃×2 h效热处理后,形成NiCexO1-x（0〈x〈0.5）等合金固溶体化合物并得以扩散互熔及弥散强化,达到细化晶粒与组织致密作用,提高了复合镀层的裂纹扩展抗力与显微硬度。
关键词:
超声振荡场
,
双脉冲电沉积
,
时效热处理
,
纳米氧化铈
,
Ni-CeO2
周小卫
,
沈以赴
,
顾冬冬
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00298
在超声波振荡环境下,用双脉冲电源在Watt-Ni电解液体系中电沉积了纳米晶Ni-CeO2复合镀层,采用E-SEM,TEM和XRD对镀层的形貌,微观结构及相组成进行分析；通过循环氧化增重曲线和DSC曲线,比较研究了纯Ni镀层和Ni-CeO2复合镀层的高温抗氧化性能与热稳定性.结果表明,超声波振荡能有效抑制纳米颗粒在镀液中的团聚；添加20 g/L CeO2,可使Ni晶粒细化；在873 K空气中退火处理2h,复合镀层中的CeO2沿裂纹扩展间隙处析出并形成含有稀土元素的弥散相,可起到钉扎晶界和阻止热裂纹萌生的作用,晶界作为Ni的快速扩散通道,促进稀土弥散相沿晶界析出并形成连续的致密氧化膜,能有技抑制O与Ni原子在氧化膜中互扩散,从而降低镀层的氧化速率.通过测定不同升温速率下镀层DSC曲线的吸热峰对应温度,由Kissinger方程求得Ni-CeO2复合镀层中Ni晶粒长大的表观活化能为243.3 kJ/mol,明显高于纯Ni的晶粒长大表观活化能(159.2 kJ/mol),吸热峰对应温度也较纯Ni镀层提高约130 K,因此Ni-CeO2复合镀层具有更高的热稳定性.
关键词:
热稳定性
,
高温抗氧化性
,
双脉冲电沉积
,
活化能
,
Ni-CeO2
