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工大要聞
省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際腐蝕科學(xué)領(lǐng)域TOP期刊Corrosion Science發(fā)表文章
來(lái)源：重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
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2020-09-05

近期，省部共建有色金屬先進(jìn)加工與再利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和材料科學(xué)與工程學(xué)院李文生教授團(tuán)隊(duì)的最新科研成果《Achieving superior hot corrosion resistance by PVD/HVOF duplex design》在國(guó)際腐蝕科學(xué)領(lǐng)域TOP期刊Corrosion Science（影響因子6.479）在線(xiàn)發(fā)表。該研究工作是由李文生教授團(tuán)隊(duì)與中科院蘭州化學(xué)物理研究所張廣安研究員團(tuán)隊(duì)合作完成，第一作者為甘肅省優(yōu)秀碩士學(xué)位論文獎(jiǎng)獲得者湯鵬君。

高溫環(huán)境下的氧化及熱腐蝕是材料損傷的重要形式，單一的HVOF涂層與PVD薄膜很難實(shí)現(xiàn)高效的熱腐蝕防護(hù)，李文生團(tuán)隊(duì)通過(guò)構(gòu)筑PVD/HVOF膜層復(fù)配防護(hù)體系實(shí)現(xiàn)了HVOF涂層與PVD薄膜性能優(yōu)勢(shì)的有機(jī)結(jié)合，最終取得了優(yōu)異的抗熱腐蝕性能。本文首次針對(duì)熔鹽介質(zhì)中CrN/Cr3C2-NiCr復(fù)合涂層的熱腐蝕問(wèn)題開(kāi)展了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)CrN/Cr3C2-NiCr復(fù)合涂層表面生成致密且均勻的Cr2O3氧化物保護(hù)膜，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗熱腐蝕性能，腐蝕氧化膜的厚度僅為Cr3C2-NiCr涂層腐蝕氧化膜厚度的十分之一，表明膜層復(fù)配設(shè)計(jì)能夠有效抑制高溫腐蝕介質(zhì)的擴(kuò)散和遷移，進(jìn)而減緩熱腐蝕進(jìn)程。該研究通過(guò)探究熱腐蝕界面材料的物相成分及微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)的演化行為揭示了高溫腐蝕介質(zhì)作用下該類(lèi)復(fù)合涂層表面高溫腐蝕氧化膜的形成機(jī)理，明確了復(fù)合涂層-氧化膜界面、氧化膜-腐蝕介質(zhì)界面反應(yīng)速率及腐蝕介質(zhì)通過(guò)氧化膜擴(kuò)散和遷移速率的主要影響因素與控制規(guī)律。從CrN薄膜封閉Cr3C2-NiCr涂層表面空隙并改善高溫抗氧化性能、Cr3C2-NiCr涂層為CrN薄膜提供支撐且減緩熱應(yīng)力及膜層界面抑制腐蝕介質(zhì)擴(kuò)散的角度出發(fā)揭示了該類(lèi)膜層復(fù)配體系在熱腐蝕環(huán)境下的膜層協(xié)同作用機(jī)制。

該項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃-政府間國(guó)際科技創(chuàng)新合作重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)及科技部絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶金屬表面工程技術(shù)國(guó)家國(guó)際科技合作基地的支持。