W,Re过渡层对碳基体表面Al2O3涂层高温热匹配性和层间扩散的影响

作者：李东鹏; 王卫泽^*; 黄继波; 朱含; 付鑫; 孙杰

来源：稀有金属, 2022, 46(09): 1181-1189.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.XY21070032

• 碳基体
• 大气等离子喷涂(APS)
• 射频磁控溅射(RFMS)
• 元素扩散
• 钨
• 铼

在含碳材料表面沉积氧化铝(Al2O3)涂层是目前常用的一种高温防护手段，但其在高温下长期使用，易产生涂层开裂、层间元素扩散等现象，进而导致防护失效。本文以大气等离子喷涂(APS)结合射频磁控溅射(RFMS)沉积铼(Re)涂层和钨(W)涂层作为过渡层，研究过渡层对碳基体表面沉积Al2O3涂层的高温下的热匹配性和层间扩散的影响。通过比较不同试样加热后的界面形貌发现，1100℃保温3 h后无W层的涂层试样表面开裂剥落，而添加过渡层的试样表面完好，截面微观结构分析也未发现明显开裂。对界面两侧元素扩散分析发现，添加过渡层W后Al元素扩散现象减弱，添加Re/W层后，元素扩散进一步降低。可见W层、Re/W层加入到含碳材料和氧化铝层间后，可提高涂层抗开裂剥落能力，且涂层层间元素扩散明显减弱。

• 单位
  上海卫星工程研究所; 华东理工大学