低成本鐵基非晶合金涂層方面取得進展

低成本鐵基非晶合金涂層方面取得進展

中科院寧波材料所非晶軟磁團隊一直致力于非晶合金新材料的開發與應用研究。近日，研究團隊在鐵基非晶成分設計及其涂層性能研究方面取得進展。通過利用Ni和P取代SAM合金中昂貴的稀土、W和Mo，以及調控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備制備了高質量的球形非晶粉末，成粉率(>100目)達80%以上。研究發現，該合金體系在少量Cr(8 at.%)和Mo(3.5 at.%)添加時就能實現優異的耐腐蝕性能，不僅優于常用的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，且鈍化膜更穩定(Mater. Des., 95 (2016) 225-230)。通過簡單的工藝優化，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。相關成果已申請國家發明專利2項。

低廉的原材料成本、優異的耐磨和耐腐蝕性能、出眾的熱穩定性等特性使其有望在例如濕熱鹽霧、氨氣或各種酸、海水、污水等腐蝕介質環境中獲得應用。此外，研究團隊目前正致力于開發海洋環境下使用的超低磁和軟磁非晶合金及其涂層，相關工作正在順利開展中。

(吳丹 摘編)