图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

口头报告陶瓷相掺杂对高温防护涂层氧化行为的影响

编号：430 访问权限：仅限参会人更新：2024-04-22 14:37:19 浏览：272次收藏取消收藏

2024-05-12 17:15

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摘要

高温防护涂层依靠在表面形成保护性的氧化膜，如α-Al₂O₃，对涂层和其内部合金提供防护。然而由于涂层表面形成的氧化物与合金的热膨胀系数差异较大，在热应力的作用下，氧化膜容易出现开裂和剥落的问题。氧化膜的剥落不仅会消耗涂层内的Al，Cr等氧化膜形成元素，还会造成TBC涂层体系的过早失效。因此，缩小涂层与氧化膜的热膨胀系数差异，降低涂层表面氧化膜所承受的热应力，是延长涂层服役寿命的有效方法。
在本研究中，我们采用反应磁控溅射的方法，在高温合金表面制备了具有低热膨胀系数的陶瓷相（AlN，Al₂O₃）掺杂的MCrAlY涂层。通过控制涂层制备过程中N₂和O₂的通量，控制涂层内氮化物的掺杂含量，制备后的涂层呈现纳米晶组织。研究表明，涂层内在加入AlN陶瓷相后，N离子会阻碍涂层表面的氧化铝的θ→α的相转变，而过多的AlN的掺杂会恶化涂层的抗氧化性能，这是由于AlN在高温下会形成多孔状的氧化物，促使O扩散进入涂层内部。