潔凈煤用Ni-Cr-Al基合金抗氧化行為研究.pdf

1、Ni-Cr-Al基合金在高溫下具有突出的抗氧化、耐腐蝕性能，且其力學(xué)性能優(yōu)異、具有很好的焊接性能，因而是潔凈煤高溫氣體凈化的理想材料。本文以Ni-Cr-Al基合金粉末、塊體、多孔材料3種狀態(tài)的材料為對(duì)象，利用靜態(tài)增重法研究不同材料的氧化動(dòng)力學(xué)，分別利用FE-SEM(EDS)、XRD和XPS方法觀察分析不同材料的氧化膜形貌、物相及成分，并結(jié)合氧化動(dòng)力學(xué)及氧化膜的組成進(jìn)一步分析Ni-Cr-Al合金的高溫氧化及預(yù)氧化機(jī)理，獲得了優(yōu)化的Ni-C

2、r-Al基材料成分及預(yù)氧化工藝，得到以下結(jié)論:
　　 (1)Ni-Cr-Al基合金粉末、塊體在600℃時(shí)的氧化動(dòng)力學(xué)均遵循拋物線規(guī)律，鋁含量的增加及預(yù)氧化處理均可提高合金粉末及塊體的抗氧化能力，但預(yù)氧化處理對(duì)合金粉末的抗氧化能力的改善效果更為明顯。
　　 (2)當(dāng)鋁含量從4.5wt％增加到9.0wt％時(shí)，Ni-Cr-Al基合金粉末氧化膜的組成由Cr2O3和Al2O3的混合結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏腁l2O3氧化膜結(jié)構(gòu)，而單一的Al

3、2O3氧化膜更有利于合金抗氧化性能的提高;預(yù)氧化后粉末表面形成了較致密、連續(xù)的氧化膜，有效地抑制了粉末的進(jìn)一步氧化。
　　 (3)Ni-Cr-Al基合金在600℃氧化時(shí)，生成Al2O3保護(hù)膜的臨界Al含量理論計(jì)算值約為5.1at.％; Ni-Al體系和Ni-Cr體系形成外層NiO，內(nèi)氧化層是Al、Cr氧化物的臨界值分別是9.26at.％和12.02at.％。
　　 (4)Ni-Cr-Al基合金多孔材料在850～1000℃

4、溫度范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)氧化時(shí)，溫度為1000℃的氧化動(dòng)力學(xué)曲線較平穩(wěn)，預(yù)氧化效果最好。在1000℃氧化時(shí)，多孔材料表面初期產(chǎn)生了由Al2O3、 Cr2O3、NiCr2O4組成的混合氧化物結(jié)構(gòu);隨著氧化時(shí)間延長(zhǎng)，鋁含量為4.5wt.％的多孔材料表面氧化物以Cr2O3為主，而鋁含量為9.0wt.％的多孔材料表面氧化物以Al2O3為主。
　　 (5)Ni-Cr-Al基合金多孔材料在850～1000℃溫度范圍內(nèi)氧化時(shí)，開(kāi)孔隙度、滲透率及最大孔