低成本铁基非晶合金涂层方面取得进展

低成本铁基非晶合金涂层方面取得进展

中科院宁波材料所非晶软磁团队一直致力于非晶合金新材料的开发与应用研究。近日，研究团队在铁基非晶成分设计及其涂层性能研究方面取得进展。通过利用Ni和P取代SAM合金中昂贵的稀土、W和Mo，以及调控Cr和Mo的比例，获得一系列非晶形成能力大于2 mm的新型铁基块体非晶合金。利用自主搭建的气雾化设备制备了高质量的球形非晶粉末，成粉率(>100目)达80%以上。研究发现，该合金体系在少量Cr(8 at.%)和Mo(3.5 at.%)添加时就能实现优异的耐腐蚀性能，不仅优于常用的316L和S32750不锈钢，还与高Cr(15 at.%)和Mo(14 at.%)含量的非晶钢(SAM1651)相当，且钝化膜更稳定(Mater. Des., 95 (2016) 225-230)。通过简单的工艺优化，便能获得厚度为300 μm以上的低氧含量、低孔隙率、高非晶含量的涂层。其在模拟海水中的耐腐蚀性能和室温下的干摩擦磨损性能可与SAM1651和SAM2X5等SAM系非晶涂层相媲美，但原材料成本可降低50%以上。相关成果已申请国家发明专利2项。

低廉的原材料成本、优异的耐磨和耐腐蚀性能、出众的热稳定性等特性使其有望在例如湿热盐雾、氨气或各种酸、海水、污水等腐蚀介质环境中获得应用。此外，研究团队目前正致力于开发海洋环境下使用的超低磁和软磁非晶合金及其涂层，相关工作正在顺利开展中。

(吴丹 摘编)