图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Invited speechNi基多元合金体系防护涂层的多尺度设计与高通量筛选

编号：172 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-27 15:41:08 浏览：88次收藏取消收藏

2024-05-12 16:00

15min

[P] 第十四届全国青年表面工程学术会议 [F2B] 第二分论坛下午场

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摘要

MCrAlY（M代表Ni、Co、Fe或他们的混合）体系以其优异的抗热腐蚀性能和灵活的选择性而被广泛应用于高温防护中，可以有效阻止高温、高速等苛刻环境造成的高温氧化、冲击失效等问题^{[1, 2]}。为进一步改善MCrAlY体系的苛刻环境适应性与力学性能，对其成分和微观结构进行合金化改性是行之有效的方法之一^{[3, 4]}。本研究基于数据驱动的材料智能设计理念，分别从不同计算尺度采用了机器学习方法、相图计算CALPHAD方法和第一性原理计算方法对合金化元素进行设计筛选，并阐明了特定合金化元素（如Si、Ta、Mo等）对MCrAlY体系结构、氧化及腐蚀行为的影响规律^{[5, 6]}，随后利用物理气相沉积技术对初筛的多元体系进行高通量样品制备及性能研究。研究结果表明，温度、时间、合金元素（W、Ti、Nb、Co等）与高温氧化速率相关度较大，Si元素可以提升涂层的海洋环境适应性，而与Ta元素协同作用可以提高涂层的力学性能并改善其氧化及腐蚀行为。综上所述，本研究设计筛选出了一种新型NiCrAlYSiTa多元合金涂层，涂层具有优异的抗氧化性能及力学性能，这表明基于数据驱动方法进行材料设计与筛选有望降低材料研发的迭代周期及成本。