钼表面包埋渗法制备(Ti,Mo)Si2/MoSi2涂层及其在1200℃周期性氧化环境下的氧化行为(英文)

作者：何浩然; 刘奇^*; 薄新维; 王小宇; 王焱辉; 姚志远; 韩校宇; 刘成超

来源：稀有金属材料与工程, 2021, 50(11): 3828-3836.

• 包埋渗
• 钼硅化物
• 钛改性
• 抗氧化

利用连续沉积的包埋渗法,在钼表面制备了(Ti,Mo)Si2/MoSi2复合涂层。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪和热力学计算对涂层进行了表征与反应机理分析。结果表明,共沉积法无法实现Ti的有效沉积。先渗Ti、再渗Si的两步沉积工艺能有效制备Ti改性硅化物涂层。涂层分为3层,最外层为(Ti,Mo)Si2三元化合物层,次外层为MoSi2层,次外层与基体间为Mo5Si3过渡层。渗硅温度对涂层结构无明显影响。Ti改性硅化物涂层的生长速率略低于单一渗硅涂层的生长速率。(Ti,Mo)Si2/MoSi2复合涂层的形成由Ti、Si内扩散控制。Ti元素集中在涂层表层,Si元素通过(Ti,Mo)Si2化合物层与基体作用形成MoSi2层和Mo5Si3过渡层。渗Ti过程中,埋渗料间反应会引入游离态铝氟化物AlF3。在随后的渗硅过程中,游离态Al以Al3Mo的形式在(Ti,Mo)Si2层中靠近MoSi2层的上界面处析出。在1200℃周期性氧化过程中,(Ti,Mo)Si2/MoSi2复合涂层持续循环氧化180 h后未出现明显失重。(Ti,Mo)Si2层氧化形成的SiO2与TiO2致密复合氧化层能填充涂层表面裂纹,持续阻碍氧扩散,因此其在周期性氧化环境下的抗氧化性能显著优于单一渗硅涂层。

• 单位
  重庆理工大学; 化学化工学院; 国家仪表功能材料工程技术研究中心; 重庆材料研究院有限公司