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NiCrAlY/Al 复合涂层

时间:2020-05-12 20:11:57  来源:  作者:

 

MCrAlY(M=NiCo Ni+Co)作为保护基材在高温下免受氧化和腐蚀的合金涂层,一直以来被广泛应用于高温防护部件端。其中,NiCrAlY 合金层作为一种典型的金属防护涂层,不仅抗高温腐蚀能力优异,而且已有较为成熟的制备方法,工艺现实可行。其中物理气相沉积(PVD)与传统镀膜方法相比,工艺环保且灵活,涂层粘附性好、致密度高,膜厚均匀。NiCrAlY涂层起到抗高温腐蚀性作用的关键是表面生成很薄的氧化层,连续且致密的氧化层可在高温下阻止钛合金表面的深入氧化,从而提高钛合金的抗高温腐蚀性能。NiCrAlY涂层中的CrAl是提高抗氧化和抗腐蚀的主要元素,但是高温下涂层表面贫AlCr元素向基底扩散皆可导致空位、空洞等缺陷,加速涂层的失效,在NiCrAlY涂层和基底之间引入扩散阻挡层是解决该问题的有效办法。采用多弧离子镀技术制备厚度约为4.07 μm NiCrAlY/Al复合涂层,所沉积涂层表面较为均匀、致密,相结构以γ´/γ相为主。基体和NiCrAlY 镀层中间的Al 层为表面持续生成Al2O3 提供了Al 源。经500℃高温腐蚀30h,纯基底Ti-6Al-4V合金表面出现点蚀,腐蚀区域出现大量裂纹,表明其发生了严重的高温腐蚀。NiCrAlY/Al复合涂层由于表面生成防护作用的氧化膜,经高温侵袭后涂层表面依然完整,未产生明显裂纹和涂层脱落现象。NiCrAlY/Al 复合涂层经高温腐蚀后表面形成双层氧化膜结构,氧化膜由内层极薄约为10 nm Al2O3和外层约为33nm左右的Cr2O3组成。连续且致密的氧化膜有效阻隔氧气与Ti-6Al-4V合金基底的接触,从而有效提高了涂层对基底的抗高温腐蚀性能。

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