磁控濺射β-NiAl微晶涂層的制備與其在1100℃下抗高溫氧化行為的研究.pdf

1、本工作利用了一種多靶磁控濺射的方法制備出了β-NiAl微晶涂層，研究了涂層在一種鎳基單晶高溫合金基體上1100℃下的抗高溫氧化行為，并將其與傳統(tǒng)的電弧離子鍍NiCrAlY涂層做對(duì)比。重點(diǎn)研究了兩種涂層在1100℃下恒溫氧化與循環(huán)氧化的退化、失效行為并分析、討論了其機(jī)理。此外，還對(duì)Ni-Cr-O活性擴(kuò)散障進(jìn)行了初步研究。
　　通過(guò)用兩塊Ni3Al和純鋁板作為磁控濺射的靶材濺射與后續(xù)退火成功地在單晶高溫合金基體表面制備出?-NiAl微

2、晶涂層，涂層晶粒大小為300nm～1?m。退火過(guò)程也消除了濺射態(tài)涂層中一些較大的缺陷，使涂層更加均勻、致密。
　　在1100℃下恒溫氧化和循環(huán)氧化的測(cè)試與分析發(fā)現(xiàn)：?-NiAl微晶涂層表現(xiàn)出優(yōu)異的抗恒溫氧化和循環(huán)氧化能力，在其表面只生成單一的?-Al2O3氧化膜且氧化膜連續(xù)、生長(zhǎng)緩慢、粘附性好。而NiCrAlY涂層表面生成的?-Al2O3氧化膜生長(zhǎng)速度較快并且在循環(huán)氧化過(guò)程中氧化膜發(fā)生了嚴(yán)重的剝落，200h循環(huán)氧化后，NiCrAl

3、Y涂層表面氧化膜是由外層尖晶石內(nèi)層氧化鋁組成，且氧化膜中有富Y和富Ta氧化物夾雜在其中。單晶基體表面生成的是混合氧化物，循環(huán)氧化后基體中發(fā)生內(nèi)氮化。
　　微晶化使得?-NiAl微晶涂層生成的氧化膜具有較好的粘附性而NiCrAlY涂層氧化膜中的富Y和富Ta氧化物加速了氧化膜的生長(zhǎng)與增厚，使其更易在冷熱循環(huán)中剝落。氧化膜的剝落與涂層和基體間的互擴(kuò)散不斷消耗NiCrAlY涂層中的Al和Cr元素并最終使其不足以形成單一的Al2O3氧化膜，