沉积真空度对铝化物涂层相结构和高温氧化行为的影响

作者：王鑫; 甄真; 牟仁德; 何利民; 许振华^*

来源：真空, 2022, 59(05): 20-27.

DOI：10.13385/j.cnki.vacuum.2022.05.04

• 化学气相沉积
• 铝化物涂层
• 沉积真空度
• 相结构
• 高温氧化

采用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)工艺，在沉积真空度为150mbar、200mbar和250mbar的条件下分别在镍基单晶高温合金基体上制备了三种铝化物涂层，研究了沉积真空度对铝化物涂层相结构和高温氧化行为的影响。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征方法系统分析了三种铝化物涂层的相结构、显微形貌和化学组成。结果表明：三种沉积态铝化物涂层的相结构均为β-NiAl相，沉积真空度为200mbar的涂层样品还存在Ni1.04Al0.96和Ni1.1Al0.9双相结构；经1100℃静态氧化后，三种涂层表面均形成了Al2O3,β-NiAl相转变为γ′-Ni3Al相，沉积真空度为250mbar的涂层样品中γ′-Ni3Al相的峰强度最低；三种铝化物涂层的氧化增重速率分别为0.037g/(m2·h)、0.022g/(m2·h)和0.018g/(m2·h)，沉积真空度为150mbar的涂层样品氧化增重值大于其他两种涂层样品；沉积真空度越低，涂层表面存在的微观孔洞数量越多，高温氧化后涂层表面所形成的氧化膜越易于萌生显微裂纹和出现氧化膜脱落现象。基于本文试验结果，沉积真空度为250mbar所制得的涂层样品，其显微组织、元素含量和高温抗氧化性能最佳。

• 单位
  中国航发北京航空材料研究院