热障涂层高温抗氧化性能研究的现状及发展
抗氧化剂的临床应用及其研究进展
国际药学研究杂志２００９年１２月第３６卷第６期?４６５? 抗氧化剂的临床应用及其研究进展 汪颖ｈ，杜丽娜２，金义光２ （１．首都医科大学附属复必医院，北京１０００３８；２．军事医学科学院放射与辐射医学研究所，北京１００８５０） 摘要：众所周知，活性氧（ＲＯＳ）与许多疾病的发生相关，如癌症及各种类型的炎症，目前已有一些抗氧化剂在大众保健和疾病预防方面取得了良好效果，但作为治疗药物应用于临床的很少。由于ＲＯＳ生成很普遍，而且人体自身有很强的抗氧化能力，在抗氧化剂的临床试验中很难获得具有统计学差异的结果。抗氧化剂若要应用于临床，应满足以下要求：药物递送至指定区域、临床试验中合理设置评价指标以及建立新方法以阐明抗氧化剂作用机制。尽管如此，抗氧化剂的临床价值已广泛认可，对人类健康有重要意义。本文回顾了一些重要的抗氧化剂并探讨了为何目前临床应用如此之少。 关键词：活性氧；抗氧化剂；临床应用 中图分类号：Ｒ９６３；Ｒ９１６．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７４０４４０（２００９）０６硝６５旬２ ｌ抗氧化剂类药物 １．１依达拉奉 依达拉奉（ｅｄａｒａｖｏｎｅ，３－甲基一１一苯基－２一吡唑啉－５．酮）是第一个用于治疗脑梗死的药物，可猝灭自由基。脑缺血时产生活性氧（ＲＯＳ）如羟氧自由基ＯＨ?，而且，缺血再灌注可引发花生四烯酸级联反应，０Ｈ?的水平随之增加。ＲＯｓ可氧化细胞膜中的不饱和脂肪酸，导致细胞受损和脑功能紊乱。依达拉奉为静脉注射用药，脑梗死患者发病２４ｈ内首次用药，之后每天给药２次。该药可清除ＲＯＳ，保护细胞膜免受氧化损害，能有效减轻脑水肿，减少神经元死亡，有助于维持大脑正常功能。这也是首批批准用于自由基清除的药物之一。目前，该药用于治疗肌萎缩性脊髓侧索硬化（ＡＬＳ）的临床试验正在进行，由于其主要作用是减轻脑功能受损的程度，获得明显有效性结果的可能性不大，但脑梗死、ＡＬｓ及其他脑部疾病患者对临床结果仍可抱有希望。 １．２依布硒啉 依布硒啉（ｅｂｓｅｌｅｎ）疗效独特，具有类似谷胱甘肽过氧化物酶的活性，能有效保护脑梗死或蛛网膜下腔出血患者的大脑功能。但批准其用于上述疾病很困难，目前正考虑对其进行角膜损伤治疗的临床试验。 收稿日期：２００９明旬２ 作者简介（＋通讯作者）：汪颖，女，医师，研究方向：重症医学，Ｅ．ｍａｉｌ：ｂｕＨｅｒｎｙ－５６４３３５８＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ１．３类黄酮 类黄酮广泛分布于具有抗氧化活性的植物和其他物质中，可用于肿瘤和心血管疾病的预防。但人体对类黄酮吸收普遍较差，在人体内可能只有极少或没有抗氧化作用。 １．４超氧化物歧化酶（ＳＯＤ） 目前人们对抗氧化酶（尤其是ｓＯＤ）的临床应用兴趣很高。目前已合成了重组ｃｕ—ＳＯＤ、ｚｎ－ＳＯＤ和Ｍｎ—ｓＯＤ，但血浆半衰期都很短。为改善这一缺陷，已设计了大量结构修饰的ＳＯＤ，如：聚乙二醇化ＳＯＤ、聚蔗糖化ＳＯＤ、透明质酸化ＳＯＤ和白蛋白化ＳＯＤ，以延长ＳＯＤ的血浆半衰期。它们已被用于治疗缺血再灌注损伤或炎症反应，但体内试验中这类药物未表现出显著性差异，也未见有关ｓｏＤ对慢性炎症或自身免疫性疾病有效的人体双盲临床试验的文献报道，仅重组Ｃｕ—ＳＯＤ和ｚｎ．ＳＯＤ注射剂对早产儿有效。 １．５还原型谷胱甘肽（ＧＳＨ） 在氧化还原反应中琉基化合物非常重要，包括ＧｓＨ、过氧化物还原酶（ｐｅｒｏｘｉｒｅｄｏｘｉｎ）和Ⅳ一乙酰半胱氨酸，特别是ＧＳＨ广泛应用于疾病治疗。但ＧＳＨ不易穿过细胞膜，为此合成了酯化ＧＳＨ，如ＧＳＨ乙酯、甲酯和二乙基酯。静脉注射ＧｓＨ已用于治疗慢性肝病，在日本ＧＳＨ滴眼液已用于治疗白内障。尽管此药副作用较小，但疗效尚不清楚。 １．６Ⅳ一乙酰半胱氨酸 Ⅳ一乙酰半胱氨酸是实验室中最常用的抗氧剂，
热障涂层的制备及其失效的研究现状
收稿日期:2009206201; 修订日期:2009206225 作者简介:邢亚哲(19762 ),陕西岐山人,讲师,博士.研究方向:材料表 面强化及器件制造. Email:x ingyazhe@gm https://www.360docs.net/doc/893852178.html, 热障涂层的制备及其失效的研究现状 邢亚哲,郝建民 (长安大学材料科学与工程学院,陕西西安710064) 摘要:热障涂层作为航空发动机和燃气轮机高温部件的保护涂层,其抗高温失效能力直接决定了部件的工作效率和寿命。回顾热障涂层的发展历史及研究现状,着重介绍了热障涂层的主要制备方法及其相应涂层的结构特征,综述了各类热障涂层失效的影响因素和失效机理。 关键词:热障涂层;电子束物理气相沉积;等离子喷涂;失效机理 中图分类号:TG174.44 文献标识码:A 文章编号:100028365(2009)0720922204 Re se a rc h Stat us in Fa bric at ion and Fa ilure of The rmal Barrie r Co atings XING Ya 2zhe,HAO Jian 2min (School of Mater ials Science and Engineering,Chang p an University,Xi p an 710064,China) Abst ract:Thermal barrier coatings are widely used to protect the components in aircraft and industrial gas 2turbine engines against high temperature damage.The e ne rgy efficiency and lifetime of these components are mainly dominated by the failure resistance of thermal barrier coatings in the high te mperature atmosphere.In this paper,the development and research status of thermal barrie r coatings are reviewe d.Especially,the main fabricating methods and the microstructure fe ature of the coatings,as well as the factors re sulting in the failure of thermal barrier coatings and its failure mechanisms,are summarized in detail. K e y words:Thermal barrier coatings;Electron beam physical vapor deposition;Plasma Spraying; Fa ilure mechanism 随着现代工业的发展,数以百计种类型的涂层被用在各种结构材料表面,以使这些材料表面免受腐蚀、磨损、侵蚀和高温氧化等危害。热障涂层(T BCs:Thermal Barrier Coatings)就是其中的一种,其具有最复杂的结构且工作在高温环境下,常作为航空发动机和燃气轮机受高温零件的保护涂层,以提高设备的工作温度和效能,同时减少温室气体的排放量。典型的TBCs 在结构上包含四个部分 [1] :1基体,即被保护的 零件;o金属结合层(BC:Bond Coat),通常为高温合金MCrA lY(M 代表Ni 、Co 或NiCo 合金);?热生长氧化物层(T GO:Thermally Grown Oxide),TGO 是在高温条件下外部氧通过T C 层到达BC 层表面并使其氧化而形成的,通常为一致密的Al 2O 3薄膜,在随后的工作过程中能够阻止外部氧向BC 层内部和基体的扩散,起到保护基体(零件)的作用;?陶瓷顶层(TC:Top Coat),一般为6%~8%Y 2O 32Zr O 2(YSZ), 正是由于YSZ 低的热传导率和相对较高的热膨胀系数,使其具有优越的热障和耐热冲击性能。目前,TBCs 研究的难点和重点主要为对其失效的控制[1~4]。为此,对TBCs 微观结构的研究显得尤为重要。而作为控制其微观结构的主要因素,即TBCs 的制备工艺就成了国内外学者们关注的热点。1 基于制备工艺的T BCs 的发展历程 早期在航空航天发动机中应用的TBCs(又称第一代T BCs),其BC 层和TC 层均采用大气等离子喷涂(APS:Atmospheric Plasma Spr aying)制备。对于APS BC 层,涂层含氧量较高,特别是有一定量的氧化镍生成,而氧化镍的存在致使难以形成在高温下具有保护性能的致密TGO 氧化膜,BC 层使用过程中容易在其内部也发生显著氧化而使层内结合弱化,裂纹易在BC 层内扩展而造成涂层剥落失效,使得该类T BCs 寿命较低。 随着低压(又称真空)等离子喷涂(LPPS:Low Pressur e Plasma Spraying)技术的进步和发展,逐步采用VPS 制备BC 层,避免了喷涂过程中高温合金BC 层的氧化,并通过热扩散处理,从根本上强化了BC
耐热钢性能和耐腐蚀指标
耐热钢性能和耐腐蚀指标 在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。它包括抗氧化钢(或称高温不起皮钢)和热强钢两类。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力、机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。 耐热钢基本信息 简介： 耐热钢（heat-resisting steels) 在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。 类别： 耐热钢按其性能可分为抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。 耐热钢按其正火组织可分为奥氏体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢及珠光体耐热钢等。
用途 耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。 中国自1952年开始生产耐热钢。以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600～620℃；此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。耐热钢和不锈耐酸 在使用范围上互有交叉，一些不锈钢兼具耐热钢特性，既可用作为不锈耐酸钢，也可作为耐热钢使用。合金元素的作用铬、铝、硅这些铁素体形成的元素，在高温下能促使金属表面生成致密的 氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度，含量为2％时，强化效果最好。 镍、锰可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代镍形成奥氏体，但损害了耐热钢的抗氧化性。钒、钛、铌是强碳化物形成元素，能形成细小弥散的碳化物，提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。碳、氮可扩大和稳定奥氏体，从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时，可显著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。硼、稀均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变，晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶
有关抗氧化能力分析
有关抗氧化能力分析 ORAC (Oxygen radical absorbance capacity) 即抗氧化能力指数，是目前抗氧化研究领域一个重要的评价方法。该方法以偶氮类化合物AAPH作为过氧自由基来源，以荧光素Fluorescence为荧光指示剂，维生素E水溶性类似物Trolox为定量标准，使用荧光微孔板分析仪进行分析。与其他抗氧化能力分析方法相比, ORAC方法具有诸多显著的优点。该方法自1993年建立以来，经过不断发展和完善，可以说ORAC方法是目前评价抗氧化物质的抗氧化活性的最为简单、准确、灵敏度高、应用范围广和最具影响力的抗氧化能力研究方法之一。目前，ORAC方法已成功应用于生物样品、植物或食品提取物和纯化合物等多种样品的体内外抗氧化能力分析。 科标检测，其团队通过多年的研究沉淀，通过模拟各种氧自由基在人体内的产生机制产生各种氧自由基，而这些自由基可破坏荧光探针的结构从而造成荧光信号的衰减。当具有抗氧化活性的样品加入到实验体系中时，可以不同程度的保护荧光探针不被氧自由基所损坏，因而通过检测荧光信号的不同，便可以计算出某种样品的抗氧化活性。在ORAC实验中，以水溶性维生素E(Trolox)为标准品，因此最终样品的抗氧化实验结果最终以每克或是每毫升样品含有多少Trolox当量的形式表示。通过ORAC5.0检测样品的抗氧化活性,为抗氧化食品、保健品、化妆品以及药品的研发提供了有效的检测手段。 ORAC（Oxgen Radical Absorbance Capacity）指氧自由基吸收能力，即测试食品药品中抗氧化物的含量的国际通用标准单位。ORAC的含量超高，抑制自由基的抗氧化能力就越强。 对于一个未知样品，ORAC化学方法测试出样品的理论抗氧化值，并测出对各种自由基作用的具体数值，以寻找研发方向。然后通过ORAC生物细胞方法测试其生物利用度（被人体细胞所吸收的值），以验证其真实的效果。最后进行动物临床或人体临床，证实样品（产品）的实际效果。通过这种循序渐进、符合逻辑的研发方案步骤，企业可以安全、有效的研发出符合预期的新产品，建立起一套扎实的数据支撑体系。ORAC已建立从化学层面、生物细胞层面、临床层面纵向立体的分析方法。 常见蔬菜或水果的ORAC： "ORAC-total"是指总抗过氧化自由基能力值；“ORAC-5.0”是指总抗自由基能力值； 芦荟： ORAC-total ：2737 μmol TE/g ORAC-5.0 ：135,647 μmol TE/g
植物提取物抗氧化成分及研究进展
植物提取物抗氧化原理及成分研究 抗氧化是抗氧化自由基的简称。因为人体常与外界接触，平时的呼吸、外界污染、放射线照射等因素会导致人体内产生自由基，过量的自由基会导致人体癌症、衰老和其它疾病，而抗氧化自由基（以下简称“抗氧化”）可以有效克服这些危害。因此，抗氧化已成为保健品和化妆品市场的主要研究课题之一。 本文从多种类植物提取物抗氧化成分及其原理出发，阐述了各界近年来利用植物对抗自由基的研究进展。 一、植物提取物抗氧化原理 不同的植物提取的有效成分不尽相同，同样，抗氧化作用的植物提取物也有很多不同成分，其作用机理也有所区别，西安源森生物从以下几方面进行了总结阐述： （一）作用于与自由基有关的酶 与自由基有关的酶类分为氧化酶与抗氧化酶两类，植物提取物的抗氧化作用体现在抑制相关氧化酶的活性和增强抗氧化酶活性两方面。 1. 抑制氧化酶的活性 生物体内许多氧化酶，如P-450 酶、黄嘌呤氧化酶(XOD)、脂氧化酶、髓过氧化酶(MPO)和环氧酶等，与自由基的生成有关，能诱发大量的自由基。 另外，诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)在缺血再灌注时活性增加，产生大量NO而导致氧化损伤。 研究表明，许多植物提取物对上述各种氧化酶有抑制作用，从源头抑制自由基生成。黄酮类化合物中的槲皮素、姜黄素在缺血再灌注损伤时可抑制iNOS 的活性，从而起到抗氧化作用；绞股蓝皂苷可以降低异常增高的XOD 和MPO 的活性，改善糖尿病大鼠肾脏的氧化应激，延缓肾脏损害的进展。 2. 增强抗氧化酶活性 机体存在具有防护、清除和修复过量自由基伤害的抗氧化酶类，如过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶等。SOD 是体内超氧阴离子的主要清除者，将其催化分解为H2O2，但H2O2也具有氧化损伤作用，CAT 将其转化为O2和H2O。同时H2O2也可通过GSH-Px 的催化和还原型谷胱甘肽(GSH)反应生成H2O，同时生成氧化型谷胱甘肽。 许多研究表明，植物提取抗氧化成分不仅能防护体内抗氧化酶，还能增强机体内抗氧化酶活性，如黄酮类中的槲皮素能减少胰岛β细胞的氧化损伤，同时还能恢复Fe2+致肾细胞损伤动物的SOD、GSH-Px 和CAT 的活力；皂苷类物质对氧自由基本身影响较少，但大多能提高体内SOD、CAT 等抗氧化酶的活性，从而增强机体抗氧化系统功能。 此外，一些天然物质可在基因与转录水平上诱导体内抗氧化酶如SOD 的表达，发挥其抗氧化作用。 （二）抗氧化成分之间互补和协同作用 植物提取物抗氧化成分之间存在相互补充、相互协调的关系，在体内通过电子和/ 或质子转移、作用于氧化酶和抗氧化酶、螯合钝化过渡金属离子、影响基因表达等途径联合发挥抗氧化作用。 研究发现不同浓度的茶多酚和西洋参之间均存在明显的协同增效作用，并且随着浓度上升，协同增效作用也相应增强。VE 和VC对鹰嘴豆抗氧化多肽的还原能力有显著的增效作用，且VC与鹰嘴豆抗氧化多肽的协同作用较VE更强，所有的协同作用随添加量和作用时间的增加而增强。 （三）直接清除或抑制自由基 植物提取物能够作为氢质子或电子的供给体，直接猝灭或抑制自由基，终止自由基的连
热障涂层材料研究进展_周洪
*2005民口配套项目 周洪:男,1972年生,博士生,讲师,主要从事材料表面技术的研究工作 E -mail :zhouhong @https://www.360docs.net/doc/893852178.html, 热障涂层材料研究进展* 周 洪,李 飞,何 博,王 俊,孙宝德 (上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200030) 摘要 简要概述了热障涂层材料的基本要求,介绍了国内外热障涂层材料近年来的研究状况和发展趋势。目前 广泛使用的是Y 2O 3稳定Z rO 2热障陶瓷材料及其粘结层材料,而稀土锆酸盐和稀土氧化物是非常有前景的隔热材料。 关键词 热障涂层 M C rAlY 二氧化锆 Research Progresses in Materials for Thermal Barrier Coatings ZHO U Hong ,LI Fei ,HE Bo ,WANG Jun ,SUN Baode (T he Sta te K ey Labor atory of M e ta l M at rix Co mpo sitio ns ,Shanghai Jiao tong U niver sity ,Shanghai 200030) A bstract T he rmal bar rie r coating s (T BCs )o ffer the po tential to significantly improve efficiencies of aero en -g ines a s w ell as g as turbine engines fo r po wer generatio n.State -of -the -ar t T BCs ,ty pica lly consisting of an y ttria -stabi -lized zir co nia top coat and a metallic bo nd co at ,hav e bee n widely used to prolong lifetime now adays.In the pape r ,re -sear ch status a nd prog resses o f materials for the rmal bar rie r coating s a re briefly rev iew ed.Except y ttria stabilized zir -co nia ,o ther materials such a s lanthanum zirconate and rar e ear th o xides a re also promising materials for thermal bar rie r co ating s. Key words ther mal bar rier co atings ,M CrA lY ,zir co nia 0 引言 热障涂层(T hermal bar rier coating s ,简称T BCs )通常是指沉积在金属表面、具有良好隔热效果的陶瓷涂层,主要用来降低 基体的工作温度,免受高温氧化、腐蚀、磨损。美国N AS A -Lew is 研究中心为了提高燃气涡轮叶片、火箭发动机的抗高温和耐腐蚀性能,早在20世纪50年代就提出了热障涂层概念。在涂层材料选择和制备工艺上进行较长时间的探索后,80年代初取得了重大突破,为热障涂层的应用奠定了坚实基础。文献表明,目前先进陶瓷热障涂层能在工作环境下降低零件温度170℃左右[1～3]。随着热障涂层在高温发动机热端部件上的应用,人们认识到热障涂层的应用不仅可以达到提高基体抗高温腐蚀能力,进一步提高发动机工作温度的目的,而且可以减少燃油消耗、提高效率、延长热端部件的使用寿命。与开发新型高温合金材料相比,热障涂层的研究成本要低得多,工艺也现实可行[2,4]。 1 热障涂层系统材料体系 高温隔热涂层的研究发展经历了数十年。20世纪60年代研制出β-NiA l 基铝化物涂层,但其脆性大,A l 元素向基体扩散 快,寿命短;之后出现了加入Cr 、Ti 、Si 、Y 、T a 、Pt 等元素改进的铝化物涂层,其中镀Pt 渗Al 形成的铂铝涂层具有较长的寿命。目前普遍使用的热障涂层系统是以M Cr AlY (M =N i ,Co ,Fe ,N i +Co )高温抗氧化合金为中间粘结层,表面覆盖Y 2O 3稳定的Z rO 2陶瓷隔热涂层[5,6]。 1.1 热障涂层陶瓷材料 热障涂层材料需要具有难熔、化学惰性、相稳定和低热导、低密度、高热反射率等重要物理化学特征,同时要考虑其热膨胀 系数与基体材料相匹配。另外,针对高温部件氧化腐蚀的问题,应当考虑低烧结率、界面反应和抗高温氧化腐蚀等因素。 陶瓷材料具有离子键或共价键结构,键能高,因此熔点高、硬度高、化学性能稳定,是热障涂层的理想材料。但韧性、抗疲劳性和抗热震性较差,对应力集中和裂纹敏感。目前使用的热障涂层陶瓷材料多为金属氧化物,这是因为金属氧化物陶瓷的导热以声子传导和光子传导机理为主,热导率较低且其涂层在富氧环境中具有良好的高温稳定性[7]。常用氧化物陶瓷的导热顺序为[8]: BeO >M g O >Al 2O 3>CaO >Z rO 2 常用热障涂层陶瓷材料有Al 2O 3、Z rO 2、SiO 2等,主要性能如表1所示[6,8～10]。 研究表明[1,2,4,9～12],Z rO 2是目前应用广泛、综合性能最好的热障涂层材料。它具有高熔点、耐高温氧化、良好的高温化学稳定性、较低且稳定的热传导率和优良的抗热震性等特性,并且热膨胀系数接近金属材料。纯Zr O 2具有同素异晶转变,常温下稳定相为单斜结构;高温下稳定相则为立方结构: 单斜相(m ) 1170℃950℃ 正方相(t )2370℃ 立方相(c ) 单斜相与四方相间转化因伴有3%～6%的体积分数变化而导致热应力产生,因此,使用纯Z rO 2制备的热障涂层不稳定。为避免这个缺点,可采用M gO 、CaO 、CeO 2、Sc 2O 3、In 2O 3、Y 2O 3等氧化物来稳定Z rO 2,起到相变增韧的效果[8]。最早使用的是22%M gO 完全稳定的Zr O 2,在热循环过程中M gO 会从固溶体中析出,使涂层热导率提高,降低了涂层的隔热性能。CaO 对Zr O 2的稳定也不好,在燃气的硫化作用下,CaO 从涂层
Mo合金高温抗氧化涂层的研究
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。＋＋ ＋＋ 表面改性技术 Mo 合金高温抗氧化涂层的研究 夏 斌，张 虹，白书欣，陈 柯，张家春，钟文丽 （国防科学技术大学航天与材料工程学院，湖南长沙 410073） 摘要：用粉末固体渗法在钼合金表面制备了Mosi 2渗层，研究了铝硅共渗和硼硅共渗对渗层的结构和抗氧化性能的影响。结果表明，与渗硅相比，铝硅共渗层厚度保持不变，渗层由单层结构变成多层复合结构，抗氧化性下降；硼硅共渗层厚度减少，结构没有明显改变，抗氧化性能得到了明显改善。关键词：钼合金；高温；抗氧化涂层；铝硅共渗；硼硅共渗 中图分类号：TG156.8；TG174.4 文献标识码：A 文章编号：0254-6051（2007）04-0054-04 High Temperature Oxidation-resistance Coatings on Mo Alloy XIA Bin ，ZHANG Hong ，BAI shu-xin ，CHEN Ke ，ZHANG Jia-chun ，ZH0NG Wen-li （College of Aerospace and Materials Engineering ，National University of Defense Technology ，Changsha Hu'nan 410073，China ） Abstract ：Mosi 2coatings on Mo alloy were prepared by pack cementation.The influences of aluminosiliconizing and bo-ronsiliconizing on the microstructure and oxidation resistance of the coatings were researched.The results show that com-pared with the siliconizing monolayer ，the aluminosiliconizing coating with eguivalent thickness is multilayered and has worse oxidation resistance while the boronsiliconizing coating is thinner and has better oxidation resistance without signifi-cant structure change. Key words ：molybdenum alloy ；high temperature ；oxidation-resistance coating ；aluminosiliconizing ；boronsiliconizing 作者简介：夏 斌（1981.11—），男，四川遂宁人，硕士生，主要 从事材料高温抗氧化涂层的研究。联系电话：0731-******* E-mail ： handsome_ps@https://www.360docs.net/doc/893852178.html, 收稿日期：2006-11-09 随着科学技术的发展，难熔材料在国防军工、航空 航天、能源、和核工业等领域有着不可替代的作用［1］。 其中钼的高温性能好，热导率高，比热容低，并具有良好的抗热冲击、抗热疲劳能力，在难熔金属中性价比最高。并且加入1wt%~2wt%La 203的钼合金的再结晶温度可达到1600C ［2］。但是钼及其合金在高温氧化气氛中很容易被氧化，在400C 以上便开始形成氧化 物，造成钼的迅速破坏［3］。Mosi 2具有优异高温抗氧 化性能，可作为钼合金上的高温抗氧化涂层。然而Mosi 2在低温区会发生 “pesting ”现象［4］，直接影响Mosi 2的高温抗氧化能力。Cockeram ［5］发现B 的加入可提高硅化物涂层的抗氧化性能。另有研究发现［6-9］， Mo-si-B 三元合金体系具有良好的抗氧化性与高温力学性能。铝硅共渗可改进单一Mosi 2的性能， 渗层在1050C 的周期抗氧化性很高 ［10-11］ 并且晶型结构也会发生转变 ［12］ 。本文通过多元共渗的方法在钼合金表面制备含Al 或B 元素的硅化物渗层，研究了其渗层结构和抗氧化性能。 1 试验材料及方法 基体材料采用市售的40mm X 40mm X 0.5mm Mo-La 203高温钼合金， 经表面预处理后，进行1000C X 5h 的固体渗处理，随炉降温冷却。固体渗装置见图1，固体渗剂成分如表1所示。 采用转靶X 射线衍射仪分析渗层表面的相组成，采用扫描电镜观察渗层的截面形貌特征，采用能谱分析确定渗层截面的成分，用氧-乙炔焰喷烧考察渗层的动态高温抗氧化性能。 图1 固体渗处理装置示意图 Fig.1 schematic layout of pack processing device 表1 各种渗剂的配方（质量分数，%） Table 1 Composition of penetrating reagent powder （wt%） 固体渗工艺 硅粉催渗剂A 铝粉 碳化硼 催渗剂B 渗硅982铝硅共渗88210 硼硅共渗 88 2 5 5 2 试验结果与讨论 2.1 渗层结构及组织 经渗硅处理和硼硅共渗处理后样品的表面为铁灰色，铝硅共渗的样品表面为深褐色和灰白色相间。图 4 5《金属热处理》2007年第32卷第4期
耐热钢的优质性能
耐热钢的优质性能 在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。抗氧化钢一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。 类别： 耐热钢按其性能可分为抗氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高的高温强度的钢。 耐热钢按其正火组织可分为奥氏体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢及珠光体耐热钢等。 简介： 耐热钢（heat-resisting steels) 在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。 用途: 耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。 中国自1952年开始生产耐热钢。以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600～620℃；此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。耐热钢和不锈耐酸在使用范围上互有交叉，一些不锈钢兼具耐热钢特性，既可用作为不锈耐酸钢，也可作为耐热钢使用。合金元素的作用铬、铝、硅这些铁素体形成的元素，在高温下能促使金属表面生成致密的氧化膜，防止继续氧化，是提高钢的抗氧化性和抗高温气体腐的主要元素。但铝和硅含量过高会使室温塑性和热塑性严重恶化。铬能显著提高低合金钢的再结晶温度，含量为2％时，强化效果最好。 镍、锰可以形成和稳定奥氏体。镍能提高奥氏体钢的高温强度和改善抗渗碳性。锰虽然可以代镍形成奥氏体，但损害了耐热钢的抗氧化性。钒、钛、铌是强碳化物形成元素，能形成细小弥散的碳化物，提高钢的高温强度。钛、铌与碳结合还可防止奥氏体钢在高温下或焊后产生晶间腐蚀。碳、氮可扩大和稳定奥氏体，从而提高耐热钢的高温强度。钢中含铬、锰较多时，可显著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替价格较贵的镍。硼、稀均为耐热钢中的微量元素。硼溶入固溶体中使晶体点阵发生畸变，晶界上的硼又能阻止元素扩散和晶界迁移，从而提高钢的高温强度；稀土元素能显著提高钢的抗氧化性，改善热塑性。耐热钢分类珠光体钢合金元素以铬、钼为主，总量一般不超过5％。其组织除珠光体、铁
碳_碳复合材料高温抗氧化涂层的研究进展
碳/碳复合材料高温抗氧化涂层的研究进展 摘要：阐述了国内外近几年来碳/碳复合材料抗氧化涂层的研究新进展,并并从碳/碳复合材料的抗氧化涂层的基本条件以及抗氧化涂层类型等方面重点介绍了抗氧化涂层技术。最后指出了目前关于抗氧化涂层技术研究中存在的问题。 关键词：C/C复合材料; 抗氧化涂层; 研究进展 Advances in Research on High Temperature Anti-oxidation Coatings of C/C Composites ABSTRACT:Research progress of high temperature anti-oxidation coatings of C/C composites at home and abroad has been reported. The types of anti-oxidation coatings of C/C composites are emphasized. The problems existing in the oxidation resistance coating research are pointed out . KEY WORDS:C/C composite; anti-oxidation coating ; research progress. 1 引言 碳/碳复合材料是炭纤维增强炭基体的新型复合材料,具有低密度(理论密度为2. 2 g/ cm33,实际密度通常为1. 75～2. 10 g/ cm3 ) 、低热膨胀系数(仅为金属的1/ 5～1/ 10) 、高强度、高模量、耐高温、抗热震、抗热应力、抗裂纹传播、耐烧蚀、摩擦系数小等特点,尤其是它在1 000～2 300 ℃时强度随温度升高而升高,是理想的航空航天及其它工业领域的高温材料[1,2]。然而,碳在370 ℃的有氧气氛中开始氧化,高于500 ℃时迅速氧化,导致碳/ 碳复合材料毁灭性破坏。这一致命弱点限制了碳/ 碳复合材料的直接应用。因此,对用作高温热结构材料的碳/ 碳复合材料必须进行合适的抗氧化保护。目前碳/ 碳复合材料的抗氧化设计思路有两种[3] : (1) 基体改性技术。(2)抗氧化涂层技术。由于基体改性技术防氧化效果十分有限,一般只能在1 000 ℃以下,而且保护时间不长,再者会因为基体中引入盐类或陶瓷、金属类颗粒使碳/碳复合材料力学性能和热学性能下降。因此,高温抗氧化涂层技术的研究成为热点。本文仅就近年来国内外学者在碳/碳(C/C )复合材料高温抗氧化涂层技术领域的研究进展情况进行评述。 2 抗氧化涂层的基本条件 C/C复合材料的抗氧化关键在于把易在高温下氧化的碳材料与氧化环境隔离开来。因此,设计可靠有效、耐长时间高温的抗氧化涂层必须具有以下基本条件[4-6]。 (1)保证涂层均匀、致密、无缺陷,且具有高的熔点和自愈合能力。 (2)基体与涂层要有适当的粘附性,既不脱粘又不过分渗透基体。最好是化学结合,不形成明显的界
抗氧化剂的作用机理研究进展
抗氧化剂的作用机理研究进展 摘要：食品抗氧化剂的作用比较复杂。BHA和BHT等酚型抗氧化剂可能与油脂氧化所产生的过氧化物结合，中断自动氧化反应链，阻止氧化。抗坏血酸、异抗坏血酸及其钠盐因其本身易被氧化，因而可保护食品免受氧化。另一些抗氧化剂可能抑制或破坏氧化酶的活性，借以防止氧化反应进行。研究食品抗氧化剂的作用机理并合理使用抗氧化剂不仅可延长食品的贮存期，给生产者、经销者带来良好的经济效益，也给消费者提供可靠的商品。 关键词：抗氧化剂作用机理自由基现状前景展望 食品的变质，除了受微生物的作用而发生腐败变质外，还会和空气中的氧气发生氧化反应。食品氧化不仅会使油脂或含油脂食品氧化酸败(哈败)，还会引起食品发生退色、褐变、维生素破坏，从而使食品腐败变质，降低食品的质量和营养价值，氧化酸败严重时甚至产生有毒物质，危及人体健康。防止食品氧化变质，在食品的加工和储运环节中，除采取低温、避光、隔绝氧气以及充氮密封包装等物理的方法还可以配合使用一些安全性高、效果大的食品抗氧化剂以防止食品发生氧化变质。 1 食品抗氧化剂的定义 食品抗氧化剂是指防止或延缓食品氧化，提高食品稳定性和延长食品储藏期的食品添加剂。具有抗氧化作用的物质有很多，但可用于食品的抗氧化剂应具备以下条件：①具有优良的抗氧化效果； ②本身及分解产物都无毒无害；③稳定性好，与食品可以共存，对食品的感官性质(包括色、香、味等)没有影响；④使用方便，价格便宜。[1] 2 食品抗氧化剂的分类 目前，对食品抗氧化剂的分类，按来源可分为人工合成抗氧化剂和天然抗氧化剂(如茶多酚、植酸等)。按溶解性可分为油溶性、水活性和兼溶性三类。油溶性抗氧化剂有BHA、BHT等；水溶性抗氧化剂有维生素C、茶多酚等；兼溶性抗氧化剂有抗坏血酸棕榈酸酯等。按作用方式可分为自由基吸收剂、金属离子螯合剂、氧清除剂、过氧化物分解剂、酶抗氧化剂、紫外线吸收剂或单线态氧淬灭剂等。[2] 3 食品抗氧化剂的作用机理 由于抗氧化剂种类较多，抗氧化的作用机理也不尽相同，归纳起来，主要有以下几种： 一是抗氧化剂可以提供氢原子来阻断食品油脂自动氧化的连锁反应，从而防止食品氧化变质； 二是抗氧化剂自身被氧化，消耗食品内部和环境中的氧气从而使食品不被氧化； 三是抗氧化剂通过抑制氧化酶的活性来防止食品氧化变质。 四是将能催化及引起氧化反应的物质封闭，如络合能催化氧化反应的金属离子等。[3]
先进热障涂层的综述
关于先进热障涂层的综述 摘要：在过去的几十年中，许多陶瓷材料都被作为新型的热障涂层材料，其中很大一部分都是氧化物。由于它独特的性能，这些新型化合物很难与最先进的热障涂层材料YSZ相媲美。另一方面，由于YSZ有一些缺点，尤其是在1200℃以上时它有限的高温性能使得在先进的燃气轮机中YSZ被其他材料所取代。 本篇文献是对不同新型涂层材料的综述，尤其是参杂氧化锆、烧绿石、钙钛矿和氯酸盐等材料。文献的结果还有由我们的研究调查得出的结果都将同我们的要求相比较。最终，我们将讨论双层结构这个概念。它是一种克服新型热障涂层材料冲击韧性的方法 关键词：热障涂层、氧化锆、烧绿石、钙钛矿、氯酸盐、热导率 一、简介 TBC系统是典型的双层式结构，它包括金属粘结层和陶瓷顶层。粘结层是保护基层氧化和腐蚀的并有改善陶瓷层和基层之间结合强度的作用。陶瓷顶层相比金属机体而言拥有很低的热传导率，通过内冷发陶瓷层可以实现一个很大的温差度（几百K）。因此，它既可以降低金属基体的温度以提高部件的使用寿命又可以提高涡轮发动机的点火温度来提高它的工作效率。 自19世纪50年代第一个军用发动机搪瓷涂层的制造起热障涂层开始了工业化发展。在19世纪60年代，第一个带有NiAl粘结层的火焰喷涂陶瓷涂层应用于商业航空发动机上。接下来的几十年中，热障涂层材料和喷涂技术持续的发展。19世纪80年代热障涂层迅猛发展。在这十年中，氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）被认为是一种特殊的陶瓷顶层材料，因为它作为一个近30年来的标准而被确立。 根据沉积工艺的不同，已经确立了两种不同的方法。一种是电子束物理气相沉积（EB-PVD），另一种是大气等离子喷涂（APS）。电子束物理气相沉积法制备的涂层拥有柱状显微结构并被广泛应用于航空发动机的高热机械载荷叶片中。同电子束物理气相沉积法相比，大气等离子喷涂以它的操作粗放度及经济可行性为傲，因此现在更多的TBC 采用这种方法。典型静态部件，像燃烧器罐和叶片平台都是用APS进行喷涂。在固定的燃气轮机中，其叶片也常使用热喷涂的方法进行喷涂。 燃气涡轮机效率的进一步提升有赖于燃烧及冷却技术的进步与更高的涡轮机入口温度相结合。这意味着由于在高温下烧结和相转变，标准材料YSZ必然会接近它的极限。 由EB-PVD和APS方法加工的YSZ包含亚稳态的T`相。长时间处于高温下，它能够
多酚抗氧化性研究报告进展(张云丽)
植物多酚抗氧化性的研究进展及其运用 摘要：植物多酚( 植物单宁> 是一类广泛存在于植物体内的重要的天然产物，叙述了多酚的抗氧化性及多酚在国内外食品工业、医药保健、日用化学品等方面的应用现状, 展望了多酚在国际市场上的广阔前景。 关键词:植物多酚；抗氧化性； 植物多酚
高温抗氧化柔性石墨密封材料的制备和性能研究
12FLUID MACHINERY Vol. 45,No.2,2017文章编号：1005 -0329(2017)02-0012-05 高温抗氧化柔性石墨密封材料的制备和性能研究 谢苏江，朱宗亮 (华东理工大学，上海200237) 摘要：柔性石墨作为密封材料广泛应用于石油、汽车、化工、核电等密封领域，但其高温抗氧化性能差大大限制了它 的使用范围和应用寿命。本文采用浸渍法制备了高温抗氧化柔性石墨密封材料，系统研究了制备工艺等对其密度、抗拉 强度、热失重、压缩回弹性能及密封性能的影响，结果表明所制备的高温抗氧化柔性石墨密封材料具有较好的高温抗氧 化性能，同时具有较好的压缩回弹性能和优异的密封性能，可以广泛应用于高温氧化场合。 关键词：柔性石墨;抗氧化;密封性能 中图分类号：TH136 ;TB302 文献标志码： A d〇i：10. 3969/j. issn. 1005 -0329. 2017. 02. 003 The Preparation and Performance Research of High Temperature Oxidation Resistance of Graphite XIE Su-jiang,ZHU Zong-liang (East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China) Abstract：Flexible graphite is widely used in petrochemical,automotive,nuclear power and other fields. As a sealing material, the easy oxidation of flexible graphite under the condition of high temperature and oxygen enrichment of weightlessness disadvanta-ges limits the scope of its use. This paper adopts the impregnation method for the high temperature oxidation resistant flexible graphite ； at the same time, the change rules of density, tensile strength, compression resilience and sealing performance of high temperature oxidation resistant flexible graphite were studied by experiments. High temperature oxidation resistant flexible graphite prepared by the whole impregnation process can be used as a substitute for domestic and foreign products. Key words ：flexible graphite ； oxidation resistant ； sealing performance i前言 柔性石墨（Flexible Graphite,简称F G)通常由 天然鳞片石墨制备成的石墨层间化合物经高温膨 化而成，与金刚石、碳60、多孔碳、碳纳米管、石墨 烯等互为同素异形体[1]。柔性石墨不仅保持了 天然石墨优异的物理化学特性，同时又具有其特 有的高压缩变形和回弹能力、低应力松弛性能和 较好的柔软性及密封性，是石油、化工、汽车、核电 等领域高温、极低温、强辐射等极端工况下的首选 密封材料[2’3]。 但是柔性石墨和其他碳材料一样都存在着高 温富氧条件下易氧化腐蚀的缺点，而且由于其比 表面积大、孔隙率高等特点，其高温抗氧化性能比 一般碳材料更差。研究表明，在空气中当温度超 收稿日期：2016 -07 -22过450°C时，柔性石墨就会发生较严重的氧化失 重，且随着温度的升高和时效时间的增加，氧化失 重越明显[4]。氧化失重使柔性石墨的结构受到 严重的破坏，性能受到影响，这大大限制了柔性石 墨的使用范围和应用寿命。因此，解决柔性石墨 高温抗氧化性能差的问题就显得尤为重要。 近年来，碳石墨材料的抗氧化研究和应用取 得了不断发展，不同领域及学科的科技工作者研 究开发了多种碳石墨材料的抗氧化方法，具体的 技术途径主要有:溶液浸渍法、基体改性法和表面 涂覆抗氧化涂层法[4~7]，但对柔性石墨密封材料 的抗氧化研究相对较少。 本文主要通过溶液浸渍法制备了一种高温抗 氧化柔性石墨密封材料，并对其相关性能进行了 较系统的研究。