为了进一步研究NiCrAlY/MoS2 复合薄膜的抗高温氧化性能,将NiCrAlY 和NiCrAlY-48.1%MoS2 复合薄膜样品分别放入400、500 ℃的马弗炉中进行2 h的保温氧化处理。图1 为NiCrAlY 和NiCrAlY-48.1%MoS2 复合薄膜未经氧化处理和经过400、500 ℃氧化后的XRD 图谱。NiCrAlY 薄膜经过500 ℃氧化后,只有少量的Al2O3、NiO 峰生成,说明薄膜具有优异的抗氧化性能。而NiCrAlY-48.1%MoS2 复合薄膜有明显的NiO、Al2O3 及MoO3 物相结构生成,且随着氧化温度的升高,500 ℃氧化后NiO、Al2O3及MoO3 的衍射峰明显增强,而MoS2 的衍射峰减弱,氧化加剧。但复合薄膜中仍存在明显的MoS2 衍射峰,说明仍有部分的MoS2 未被氧化。
图 1 不同温度氧化后NiCrAlY 和NiCrAlY-48.1%MoS2复合薄膜的XRD 谱图
对氧化后的NiCrAlY 和NiCrAlY-48.1%MoS2 复合薄膜进行摩擦磨损试验并与未经氧化处理的进行比较。结果如图2 所示,NiCrAlY 薄膜经高温氧化后,氧化物的形成使得薄膜的摩擦学性能明显提高,摩擦因数下降至0.55,且随着氧化温度的升高、氧化的加剧,薄膜的磨损率逐渐降低,500 ℃氧化后的薄膜磨损率降至8.94×10–6 mm3/(N·m)。NiCrAlY-48.1%MoS2复合薄膜经过400 ℃氧化后,由于有大量摩擦因数大的氧化物生成,以及大部分MoS2 被氧化失效,因而氧化后的复合薄膜的摩擦因数升高到0.43。在500 ℃氧化试验后,薄膜的摩擦因数为0.3~0.6。但从复合薄膜的磨损率可以发现,400 ℃氧化后复合薄膜的磨损率反而降低至1.41×10–6 mm3/(N·m),这应是由于薄膜在400 ℃氧化后形成部分MoO3 氧化物相,这些氧化物具有一定的耐磨减摩作用,对提高薄膜的耐磨性能有利,并且薄膜中仍存在大量的MoS2,这有利于在磨损表面形成光滑釉层,从而提高复合薄膜的耐磨性能。当氧化温度达到500 ℃时,剧烈的氧化使得薄膜中的氧化物增多,同时润滑相MoS2 也进一步减少,所以摩擦曲线波动较大,磨损率升高,但仍低于NiCrAlY 薄膜,说明NiCrAlY-48.1%MoS2 复合薄膜具有良好的抗氧化及摩擦学性能。
图2 不同温度氧化后NiCrAlY 和NiCrAlY-48.1%MoS2复合薄膜的摩擦因数曲线和磨损率
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