K4104镍基高温合金渗Al高温防护涂层性能的研究的任务书.docx

K4104镍基高温合金渗Al高温防护涂层性能的研究的任务书
任务书
一、任务背景
K4104镍基高温合金是一种高温耐腐蚀材料，在航空航天、石化、能源等领域广泛应用。但在高温环境中，K4104合金表面易受氧化、硫化、氯化等腐蚀物质侵蚀，影响其性能和寿命。因此，需要对K4104合金表面进行高温防护涂层的研究。
本研究旨在研究K4104合金表面渗Al高温防护涂层的性能，以提高其高温抗氧化能力、抗硫化能力和抗氯化能力，在保证其耐热性能和机械性能基础上，延长其使用寿命，同时为其在航空航天、石化、能源等领域的应用提供技术支持。
二、研究内容
1.防护涂层的制备
采用活化渗Al技术在K4104合金表面制备高温防护涂层。首先对K4104合金进行机械打磨和化学清洗，然后进行预处理工艺，如钝化、酸洗等，以形成适合渗Al工艺的表面状态。然后，在高温环境下对K4104表面进行渗Al反应，形成防护涂层。涂层的厚度应控制在适当范围内，以保证涂层的稳定性和性能。
2.防护涂层性能测试
对制备好的防护涂层进行高温氧化、硫化、氯化等性能测试。通过研究涂层在高温氧化、硫化、氯化等环境下的重量变化、显微结构变化来评估其高温抗氧化能力、抗硫化能力和抗氯化能力。同时，对涂层的机械性能进行测试，如硬度、拉伸强度等。
3.结果分析与总结
通过对防护涂层的性能测试和分析，研究其高温抗氧化能力、抗硫化能力和抗氯化能力与涂层厚度、渗Al温度、时间等制备条件的关系，通过分析结果和数据，总结出制备高温防护涂层的最佳条件。
四、任务要求
1.具备材料科学、表面工程等相关专业背景知识，熟悉镍基高温合金的性能及其应用领域；
2.具备物理化学实验技能，熟悉活化渗Al技术和表面处理技术；
3.具备实验操作能力，熟悉电子显微镜、扫描电镜等材料表征手段；
4.具备数据分析和结果总结能力，具有英文文献阅读能力和英文写作能力。
五、任务进度
任务周期为8个月。具体任务计划如下：
第一阶段：文献调研和准备工作
第1-2个月
（1）研究K4104合金的性能及其应用领域，了解目前国内外研究现状；
（2）熟悉活化渗Al技术并确定实验方案；
（3）进行表面处理实验的准备工作。
第二阶段：防护涂层制备和性能测试
第3-6个月
（1）进行K4104合金表面的机械打磨和化学清洗，然后进行表面处理实验；
（2）制备高温防护涂层，并进行高温氧化、硫化、氯化等性能测试；
（3）对防护涂层的机械性能进行测试。
第三阶段：数据分析和结果总结
第7-8个月
（1）对实验结果进行数据分析和统计，研究防护涂层的高温抗氧化能力、抗硫化能力和抗氯化能力；
（2）总结实验结果，分析各因素对涂层性能的影响，得出制备高温防护涂层的最佳条件。
六、参考文献
[1]MaM,LiW,LiH,etal.MicrostructureandoxidationresistanceofAl-enrichedcoatingsonGH3535alloybysimultaneousdiffusionofAlandSi[J].JournalofAlloysandCompounds,2020,827:154274.
[2]YinS,LiY,MaM,etal.High-temperaturecorrosionbehaviorofaNi-basedsuperalloywithAl-Sicoating[J].ActaMetallurgicaSinica(EnglishLetters),2021,inpress.
[3]LiuK,YangQ,BaiY,etal.MicrostructureandoxidationresistanceofAl-containingcoatingspreparedonNiCrAlYbypackcementationprocess[J].SurfaceandCoatingsTechnology,2020,391:125686.