Ce對熱浸鋁防氚滲透涂層結(jié)構(gòu)及性能的影響.pdf

1、本文系統(tǒng)地研究了稀土 Ce對涂層微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響。首先通過熱浸鍍 Al及高溫擴(kuò)散法制備出梯度防氚滲透涂層,然后采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜儀(EDX)對涂層形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;并采用單軸拉伸法,冷熱循環(huán)法和氧化動力學(xué)曲線分別對涂層的結(jié)合強(qiáng)度,抗熱震性能和抗高溫氧化性能進(jìn)行評價。取得重要結(jié)果如下:
　　熱浸鍍 Al所獲得的涂層包括表面 Al層和Fe-Al中間合金層,在熱浸鍍 Al過程中,Fe-Al合

2、金層的厚度隨浸鍍液中Ce含量的增加而增大,且與基體間的接觸方式逐漸由平面接觸轉(zhuǎn)為鋸齒狀接觸,且這種鋸齒狀界面在浸鍍液中Ce含量為1.0％時最為明顯。經(jīng)過850℃條件下保溫4 h的擴(kuò)散處理,獲得了Al含量呈梯度分布的Al2O3/Al/Fe-Al涂層,這種梯度涂層有效地消除了熱應(yīng)力失配現(xiàn)象。但浸鍍液中Ce含量小的樣品,等溫擴(kuò)散后的涂層出現(xiàn)了裂紋,裂紋由表面 Al層延伸至基體。然而,隨著浸鍍液中Ce含量的添加,涂層中的孔洞和裂紋呈明顯減少趨勢

3、,如當(dāng)浸鍍液中Ce含量為0.5％及1.0％時,涂層中的裂紋消失,孔洞明顯減少。表明浸鍍液中Ce的添加有效地抑制了裂紋的擴(kuò)展。
　　涂層結(jié)合強(qiáng)度結(jié)果表明:隨著浸鍍液中Ce含量的增加,涂層結(jié)合強(qiáng)度逐漸增大。如當(dāng)浸鍍液中不含 Ce時,涂層結(jié)合力僅為12 MPa,但當(dāng)浸鍍液中Ce含量增加至1.0％時,涂層間結(jié)合力增大至27 MPa。這說明浸鍍液中Ce含量的增加有助于提高涂層與基體間的結(jié)合強(qiáng)度。浸鍍液中Ce含量的增加同時也提高了涂層的抗熱震

4、性能,如在不添加 Ce的浸鍍液中處理的樣品,其熱震循環(huán)次數(shù)約為13次,如在1.0％Ce含量浸鍍液中處理的樣品,其熱震循環(huán)次數(shù)達(dá)到35次。氧化動力學(xué)曲線結(jié)果表明:浸鍍液中不添加稀土 Ce處理的樣品,熱增重最大,表現(xiàn)出較差的涂層抗高溫氧化性能。當(dāng)浸鍍液中添加0.1％和0.5％的Ce時,熱增重逐漸減小,涂層的抗高溫氧化性能逐漸提高。但當(dāng)浸鍍液中Ce含量達(dá)1.0％時,涂層的抗高溫氧化性能又降低,與浸鍍液中含0.1％Ce處理樣品的涂層抗氧化性能相