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一种MAS系微晶玻璃高温合金涂层的研究的中期报告
摘要：
本中期报告介绍了一种铝硅MAS系微晶玻璃高温合金涂层的制备和性能研究。通过电弧等离子喷涂技术在GH4169基板表面制备了不同厚度的涂层，并进行了显微结构、化学成分、硬度、抗氧化性能等性能测试。实验结果表明，制备的涂层能够显著提高基板的抗氧化性能和硬度，并且具有优异的高温稳定性能。因此，该涂层在高温工况下具有广泛的应用前景。
关键词：铝硅MAS系微晶玻璃；高温合金涂层；电弧等离子喷涂；抗氧化性能
1.研究背景和意义
高温合金是指在高温下具有较好物理和化学性能的合金，通常包括镍基合金、钴基合金和铁基合金等。它们广泛应用于航空、航天、石油石化等领域，如航空发动机叶片、燃气轮机叶片、高温气轮发电机叶片等高温结构件，因其具有抗高温、抗氧化、耐腐蚀、高强度和高韧性等优点。但由于高温、高压、高速等极端工况的存在，高温合金在使用过程中容易受到严重的氧化磨损影响，从而降低其使用寿命和性能，因此，高温合金抗氧化涂层的研究具有重要意义。
目前，高温合金抗氧化涂层的制备方法主要有电化学沉积法、物理气相沉积法、热喷涂法等。其中，热喷涂法是一种常用的制备方法，主要包括等离子喷涂、火焰喷涂和电弧喷涂等。这些方法虽然已取得了一定的研究进展，但涂层的性能和应用效果仍存在一定的局限性。因此，开发一种新型的、性能优异的高温合金涂层具有重要研究意义和实际应用价值。
2.实验方法
（1）制备工艺
本研究采用电弧等离子喷涂技术在GH4169基板表面制备铝硅MAS系微晶玻璃高温合金涂层。具体制备工艺参数如下：电弧电流180A，电压32V；氩气流量30L/min，进粉量20g/min；基板预热温度350℃，涂层厚度分别为50μm、100μm和150μm。
（2）性能测试
分别对不同厚度的涂层进行显微结构、化学成分、硬度、抗氧化性能等性能测试。显微结构和化学成分测试采用扫描电镜（SEM）和能谱分析仪（EDS）进行，硬度测试采用Vickers硬度计，抗氧化性能测试采用加速老化实验。
3.实验结果
（1）显微结构和化学成分
经SEM观察，不同厚度的涂层表面光滑均匀，且涂层与基板的结合紧密。EDS分析结果表明，涂层主要由铝硅MAS系微晶玻璃组成，无其他杂质掺杂。
（2）硬度性能
实验结果表明，涂层的硬度随着厚度的增加而增加，150μm涂层的硬度最高，达到了1200HV。与未涂层的GH4169基板相比，涂层的硬度提高了3-5倍。
（3）抗氧化性能
经加速老化实验测试，涂层在高温氧化环境下表现出极佳的抗氧化性能，3小时后涂层表面仍然光滑无氧化迹象。然而，未涂层的GH4169基板表面已明显氧化、变色。
4.结论和展望
通过电弧等离子喷涂技术制备的铝硅MAS系微晶玻璃高温合金涂层具有优异的抗氧化性能和硬度性能，能够有效提高基板的高温稳定性和使用寿命。进一步研究可以采用其他方法制备不同性能的高温合金涂层，并对其应用效果进行评估和验证。