normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 24pt; LINE-HEIGHT: 28pt">电沉积—热解法是一种廉价而高效的技术，由于生成薄膜的成分、厚度和结构可以通过调节电化学参数控制，沉积不受工件形状的限制，可在较低温度下快速获得高纯度的沉积层，方法经济、简便。本研究的目的在于研究不同电沉积工艺参数下沉积Al2O3、Al2O3+Ce2O3、薄膜对1Cr18Ni9Ti合金抗高温氧化性能的影响。
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LINE-HEIGHT: 28pt">1 实验方法
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 23.5pt; LINE-HEIGHT: 28pt">1Cr18Ni9Ti合金试样的尺寸为20mm×15mm×2mm，表面用水砂纸打磨至600#，试样在去离子水、酒精中超声波清洗吹干。电沉积—热解涂覆处理实验装置如图1示。涂覆Al2O3+Ce2O3 薄膜电解质溶液为0.01mol/L的Ce(NO3)3和0.1mol/LAl(NO3)3酒精溶液，涂覆Al2O3薄膜电解质溶液为0.1mol/L的Al(NO3)3酒精溶液，阴阳极间距为10mm，电沉积工艺参数分别为25v，60s；20V，60s；15V，60s，沉积薄膜后两种薄膜均在300℃空气中热解30min。
将薄膜处理的试样测量表面积、称重后，置于陶瓷坩埚中在900℃空气中进行100h循环氧化测量，每隔10h将试样取出，冷却15min，使用精确度为0.1mg的DT-100型光电天平分别称出试样和坩锅、坩锅的质量，将所得数据处理后可分别得到氧化增重和氧化膜剥落的动力学曲线。采用OLYPUS-PME3型倒置式金相显微镜观察氧化后表面形貌。
2 实验结果与分析
图2为1Cr18Ni9Ti合金表面沉积氧化铝薄膜后在900℃氧化100h的氧化动力学曲线。由图可以看出，经不同电沉积参数沉积薄膜均显著提高了合金的抗高温氧化性能。对于单独沉积氧化铝薄膜的合金，沉积电压对薄膜性能的影响略有差别，电沉积参数为25v、60s的薄膜抗高温氧化性能最好，空白试样经900℃氧化100h的氧化增重为17.92mg/cm²，氧化膜剥落为60.73mg/cm²，而氧化铝薄膜处理后氧化增重为0.75mg/cm²，氧化膜剥落为0.27mg/cm²，分别为空白试样的9.5％和0.44％。
图3为1Cr18Ni9Ti合金表面沉积氧化铝+氧化铈薄膜后在900℃氧化100h的氧化动力学曲线。相对空白试样而言，沉积氧化铝+氧化铈薄膜处理后氧化增重最低为0.55mg/cm²，氧化膜剥落最低为0.18mg/cm²，分别为空白试样的6.9％和0.30％，可见不同电沉积参数对氧化铈薄膜的抗高温氧化性能影响不大，电沉积参数为25V、60s下沉积的薄膜抗高温氧化性能略佳。
图4为1Cr18Ni9Ti合金表面沉积不同薄膜后在900℃氧化100h后的金相照片。空白试样表面氧化膜呈亮色，与基体结合不好，有大块氧化膜剥落的痕迹，氧化膜剥落区呈暗色，表面凹凸不平，亮区氧化膜比较致密，是保护性较好的区域。沉积氧化铝处理试样经900℃氧化100h后在试样表面形成了致密细小的氧化产物，沉积氧化铝+氧化铈薄膜处理试样表面有大块的氧化物，呈规则的几何形状，两种薄膜处理试样表面氧化膜无剥落的痕迹，因此电沉积—热解法沉积薄膜促进了合金形成保护性的氧化膜，合金的抗高温氧化性能显著提高。
电沉积—热解法沉积氧化物薄膜，与基体结合良好，氧化铝属陶瓷，其抗高温氧化性能很好，而氧化铝+氧化铈薄膜，氧化铈为活性元素氧化物，沉积Ce2O3薄膜起到了活性元素效应，Ce2O3大分子在氧化物/台金界面偏聚，阻挡了Cr³+沿界面的短路扩散，使氧化膜的生长机制发生变化，即Cr³+向外扩散受到抑制，以O²-向内扩散占优势，由合金由外氧化向内氧化转变的临界含量表达式：
N CB≥√πVAB/VBO√KP(Po2)/2D
D是互扩散系数，与合金成分无关；VAB是BO氧化膜的摩尔体积；VAB是合金的摩尔体积；KP(Po2)是以cm²/sec为单位的抛物线速度常数。
由于氧在氧化膜中的扩散系数比铬在氧化膜中的扩散系数低三个数量级，因此合金氧化膜生长速度显著降低，KP降低；另外，沉积氧化物薄膜后合金表面的氧压下降，氧化膜生长的抛物线速度常数KP降低，因此合金发生永久的外氧化向内氧化转变所需的临界含量显著降低，沉积薄膜后合金的氧化性能大大提高。
3 结论
本研究在1Cr18Ni9Ii基体上采用不同电沉积参数沉积氧化铈薄膜，在900℃下100h的氧化动力学曲线及金相分析得到以下结论：
(1)经不同电沉积参数制备的氧化铝和氧化铝+氧化铈薄膜均显著降低了合金的氧化增重和氧化膜剥落，试样表面形成了致密均匀的氧化膜，大大提高了合金的抗高温氧化性能，电沉积参数为25V、60s下沉积的薄膜抗高温氧化性能略佳。
(2)沉积Ce2O3薄膜起到了活性元素效应，合金氧化膜生长速度显著降低，同时薄膜处理后合金表面的氧压下降，均使氧化膜生长的抛物线速度常数KP降低，故而显著降低了合金发生永久的外氧化向内氧化转变所需的临界含量。
