双脉冲电沉积纳米晶Ni—CeO2复合镀层的微观结构及其高温抗氧化性能.pdf

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1、第48卷第8期舍扁孝坂Vol_48NO．82012年8月第957～964页ACTAMETALLURGICASINICAAug．2012PP．957～964双脉冲电沉积纳米晶Ni—CeO2复合镀层的微观结构及其高温抗氧化性能周小卫沈以赴顾冬冬(南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京210016)摘要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-Ce02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NiCeO2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

2、有效抑制纳米颗粒在镀液中的团聚；添加20g／LCeO2，可使Ni晶粒细化；在873K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，能有效抑制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243．3kJ／mol，明显高于纯Ni的晶粒长大表观活化能(159．2kJ／mo1)，吸热峰对应温度也较纯Ni镀

3、层提高约130K，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中图法分类号TG172．5，TG153．1文献标识码A文章编号0412-1961(2o12)o8—0957—08MICRoSTRUCTUREANDHIGHTEMPERATURE0XIDA—TIoNRESISTANCEoFNAN0CRYSTALLINENi—CeO2CoMPoSITECoATINGSDEP0SITEDBYD0UBLE—PULSEDELECTRoDEPoSITIoNZHOUXiaowei，SHENYifu，GUDongdongCollegeofMa

4、terialsScienceandTechnology,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016Correspondent：SHENYifu，professor,Tel：(025)84895940，E—mail：yifushen@nuaa．edu．enSupportedbyFundingofJiangsuInnovationProgramforGraduateEducationNo．CXLX12—0151)Manuscriptreceived2012—05-24，inrevisedform2012—06—06A

5、BSTRACTNi—CeO2nanocompositecoatingsweresuccessfullyelectrodepositedfromastandardW_atts-nickelsolutionbyapulsedcurrentfPC)methodunderultrasonicfield(UF)．Thesurfacemor—phology,microstructuralevolutionandphasecompositionofbothpureNiandNi—CeO，coatingswerecharacterizedusingE—SEM．TEMandXRD．respectively

6、．ThecurvesofoxidationkineticsandDSCanalysiswereemployedtoevaluatehightemperatureoxidationresistanceandthermalstabilityofthesecoatings．TheexperimentalresultsindicatethattheeffectofacousticstreamingproducedbyultrasonicfieldcanefectivelypromotetheuniformdistributionofCeO2nanoparticlesinelectrolyte．T

7、headdingof20g／LCeO2canmaketheNigrainsrefinedintheNi—CeO2coating．Duringannealingat873Kfor2h．asortofprecipitatedphasenamedNiCe2O4iSformedalongtheedgeofcrackpropagationinthiscoatingtobondorhealuptheexistinggrain-boundarie