W-Cr-Ti三元合金的氧化行為

Garcia等研究人員通過MA和熱等靜壓（HIP）技術生產W-Cr-Ti三元合金—WCr₁₂Ti_2.5（wt%），並研究了其氧化行為。結果顯示，WCr₁₂Ti_2.5合金在800℃下氧化的前15小時，其Δ m/S是W-Cr合金的1.25×10^-2至4×10^-2倍。此外，在1000℃氧化的前5小時，前者是後者的2×10^-2至5×10^-2倍。隨著氧化時間的增加，WCr₁₂Ti_2.5合金的氧化層變得更厚，其孔隙率逐漸增加。此外，氧化後的合金具有相似的橫截面結構，從內到外分別由黑色、深灰色和淺灰色三相組成。

等溫氧化後合金的橫截面和EDS映射圖像顯示黑色的最外層是Cr₂O₃，深灰色的中間層是由Ti、W、少量的Cr和其他氧化物組成。此外，Cr₂O₃層的底部由Cr₂WO₆和Ti₂CrO₅層組成，隨後是由Ti₂CrO₅和WO₃組成的混合區域。這表明Ti⁴⁺和Cr³⁺陽離子向外擴散的速度比W³⁺陽離子的擴散速度大。更重要的是，在外層區域有大量以 “波浪”形式出現的不規則鱗片生長，而且其厚度不均勻。這是因為在氧化過程中產生了大量的氧化物和釋放了壓應力，導致了Cr₂O₃層較薄區域的開裂。作為擴散屏障，Ti₂CrO₅層抑制了O^2-的內部擴散，這使得該合金具有比W-Cr合金更好的抗氧化性。儘管內部氧化區和大塊合金區都比較光滑，但其中仍有一些孔洞。這表明仍有一些氧氣進入合金，使富含W的相位被氧化。

參考來源: Fu T, Cui K, Zhang Y, et al. Oxidation protection of tungsten alloys for nuclear fusion applications: A comprehensive review[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2021, 884: 161057.

• < 前一頁
• 下一個 >