低成本鐵基非晶合金涂層方面取得進(jìn)展

中科院寧波材料所非晶軟磁團(tuán)隊(duì)一直致力于非晶合金新材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究。近日，研究團(tuán)隊(duì)在鐵基非晶成分設(shè)計(jì)及其涂層性能研究方面取得進(jìn)展。通過(guò)利用Ni和P取代SAM合金中昂貴的稀土、W和Mo，以及調(diào)控Cr和Mo的比例，獲得一系列非晶形成能力大于2 mm的新型鐵基塊體非晶合金。利用自主搭建的氣霧化設(shè)備制備了高質(zhì)量的球形非晶粉末，成粉率(>100目)達(dá)80%以上。研究發(fā)現(xiàn)，該合金體系在少量Cr(8 at.%)和Mo(3.5 at.%)添加時(shí)就能實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的耐腐蝕性能，不僅優(yōu)于常用的316L和S32750不銹鋼，還與高Cr(15 at.%)和Mo(14 at.%)含量的非晶鋼(SAM1651)相當(dāng)，且鈍化膜更穩(wěn)定(Mater. Des., 95 (2016) 225-230)。通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝優(yōu)化，便能獲得厚度為300 μm以上的低氧含量、低孔隙率、高非晶含量的涂層。其在模擬海水中的耐腐蝕性能和室溫下的干摩擦磨損性能可與SAM1651和SAM2X5等SAM系非晶涂層相媲美，但原材料成本可降低50%以上。相關(guān)成果已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)。

低廉的原材料成本、優(yōu)異的耐磨和耐腐蝕性能、出眾的熱穩(wěn)定性等特性使其有望在例如濕熱鹽霧、氨氣或各種酸、海水、污水等腐蝕介質(zhì)環(huán)境中獲得應(yīng)用。此外，研究團(tuán)隊(duì)目前正致力于開(kāi)發(fā)海洋環(huán)境下使用的超低磁和軟磁非晶合金及其涂層，相關(guān)工作正在順利開(kāi)展中。

(吳丹 摘編)