锆管表面Cr/TiAlSiN涂层的高温抗氧化性能

作者：李涛; 樊湘芳^*; 邱长军; 杨振; 刘艳红; 王晓婧

来源：材料保护, 2019, 52(06): 138-142.

DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2019.06.025

• 锆管
• Cr/TiAlSiN复合涂层
• 多弧离子镀
• 高温水蒸气氧化

为了在锆合金管材表面制备一种抗高温氧化性能优良的复合涂层,采用多弧离子镀技术,在锆管表面先用纯铬靶沉积Cr过渡层,再用TiAlSi靶通入氮气反应沉积TiAlSiN表面层,制得了Cr/TiAlSiN复合涂层。对锆合金单一Cr涂层和Cr/TiAlSiN复合涂层试样进行了淬火对比试验;对锆合金基材和Cr/TiAlSiN复合涂层试样进行了高温水蒸气氧化对比试验。肉眼观察1 200℃淬火前后宏观形貌,用SEM观察涂层1 200℃水蒸气氧化前后微观形貌,热重试验法测试样品在水蒸气氧化过程中的重量变化、氧化反应速率。结果表明:复合涂层在1 200℃淬火条件下未见剥落和开裂现象,而单一Cr涂层淬火后出现局部剥落;锆管基材经水蒸气氧化后表面生成氧化锆,出现微孔洞;复合涂层试样表面生成致密氧化物,氧化放热反应速率变缓。在本试验条件下,Cr/TiAlSiN涂层具有较好的高温抗氧化性能。

• 单位
  国家电投集团科学技术研究院有限公司; 南华大学