N含量对Cr-N涂层结构和抗高温水蒸汽氧化性能的影响

作者：白羽; 黄平^*; 葛芳芳; 黄峰

来源：中国表面工程, 2020, 33(02): 87-96.

• N含量
• Cr-N涂层
• 磁控溅射
• 微观结构
• 抗高温水蒸汽氧化性能

为提高锆(Zr)合金的抗高温水蒸气性能,采用磁控溅射技术,通过改变沉积过程中的N2流量,在Zr合金表面制备不同Cr/N比的涂层,研究不同N含量对涂层结构和抗高温水蒸汽氧化性能的影响。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪对涂层氧化前后的表面与截面形貌、化学组成、相结构进行观察和分析,利用纳米压痕仪测量涂层的力学性能,通过高温水蒸汽氧化试验评估涂层的抗氧化性能。结果表明,随N含量的增加,涂层的生长结构分别为"疏松柱状"、"致密非柱状"、"致密柱状"。其中,"致密非柱状"结构的涂层具有最高的硬度,是"疏松柱状"涂层的2倍。同时,该涂层在氧化过程中生成的Cr2O3氧化层均匀致密,可以有效防护Zr合金基底6h不被氧化。

• 单位
  西安交通大学; 金属材料强度国家重点实验室; 中国科学院宁波材料技术与工程研究所