MOSi2涂层的组织结构与高温抗氧化性能.pdf

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MoSi：涂层的组织结构与高温抗氧化性能①high—temperaturemolybdenumHistologyandoxidationresistanceofdisilicidecoating文章编号：1004—0609(2006)06肖采荣，蔡志刚，易丹青，向彩文，许谅亮摘关键词：铌台金；硅化物涂层；二硅化钼；包渗洼；高温抗氧化中图分类号：TG文献标识码：A铌合金以其高熔点和良好的高温强度成为重要的高温结构材料。“21其高温抗氧化性能较差o”。新型双组元轨道姿控发动机的廊用要求铌合金部件能承受超高温、长时间的使川环境，因此对超高温抗氧化涂层的研制成为新热点。Ryosuke等“o采用熔盐法在纯Nb上制备了NbSi：涂层．王禹等03采用料浆法在c103铌合金上制备了SiC>Ti涂层，Tatsuo等”。采用预氧化热压包覆法在铌合金上制备了Mo(Si，A1)。涂层。由于以r涂层体系的抗氧化能力不足或服役温度较低(≤1400℃)，难以满足高温(≥l600℃)长时问抗氧化的要求。MoSi。以其较高的熔点、适中的密度和优异的高温抗氧化性能成为高温抗氧化涂层的重要候选材料，可用于难熔金属及其合金和c／c复合材料的高温抗氧化保护涂层”～。采用料浆法先在Nb一10W合余基体上浸涂钼层，然后采用包渗法硅化制备MoSt。涂层的方法在国内外报道很少。本文作者采用此方法成功地制备要：采用包渗法在Nh10W台金基体上制备MoSt。涂层，测试了涂层试样的1600℃静态抗氧化和室温至600℃循环抗氧化性能，分析r硅化过程rfl涂层的形成机理、涂层表面和截面的形貌以及氧化后涂层成分与结构变化。采用包渗法制备的硅化物涂层是通过反应扩散形成的．谈涂层为复合结构：MoStz相主体层}以NbSiz相为主、并告少量Nb。Si。相的坷相过渡区；Nb；Si。相扩散层；该橡层结构表现出良好的高温抗氧化和抗热震性能；S1的扩散是通过空位的反应流动实现的，空位在主体层与附相过渡区界向处聚集成微孔带，氧化后微孔带宽度增加；致密的低硅化物扩散层能有效地阻止裂纹向基体扩展。Materials10083，China)fab眦atedg∞daM第16卷第6期中国有色金属学报Metals2006年6月1028(中南』(学材料学院，长沙410083)XIAOLai—rong．CAIZhi—gang，YIDan—qing，XIANGCaiwen，XULiangliang(Sch001ScienceEngineering．CentralSouthUniversity，Changsha4Abstract：TheMo$i，eoatillgNb-10W600℃andfromtemperatureMoStzmajorthermalKeywords：niobiumalloy；MoStz；silicide①基金项目：湖南省科技攻关资助项日(05JTl060)收稿日期：2005一儿一09；修订日期：2006—04—07通讯作者：肖求荣．副教授，博十：电活：07318830263；传真0731ChincscJournalNonfePPOnSJun061thealloywasbypackcementation．Thestatictherrealcyclingproperties600℃weretestedTheformationmechanism，silr—facecross_seetiollmorphologieswerestudiedresultsshowthatisrilultistructureindu—dinglayer，two．phasewithNhSi2m1T10rNt*oSi3，Nb5Si3diffusioninnerlayeLhigh-temperatureoxidatkmshockresistance．Thebetweenreserviorlayertwo-phasealleviatesheatstress“)avoidcrackingincoating．coating；packcementation；highmail：[e-mail]6No．8200674．44tostructurerepresentvacancy8836320；Eonatrooti-toHterzone
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实验2结果与分析体积增大所致。由图2(a)可知，涂层表面较疏松，表层存在较多孔洞，主要是由于钼层中原有的较大了硅化物涂层，并重点讨论和分析了硅化过程中涂层的形成机理、涂层的表面和截面组织特征以及氧化后涂层的结构变化，为进一步优化涂层结构和改善高温抗氧化涂层的性能提供了借鉴。1基体材料为Nb一10W合金，利用线切割加工成mm的条状试样，经水磨砂纸打磨、碱洗、酒精超声波清洗、