电弧离子镀NiAlHf涂层的抗高温氧化性能

• 作者: 代明江 刘志义 杨洪志 林松盛 汪唯 石倩 许中湛 陈旋旋
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 电弧离子镀 镍基高温合金 防护涂层 NiAlHf涂层 氧化动力学 抗高温氧化性能
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 表面失效及防护
• 页码范围: 292-298
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.4
• 字数: 4246字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.04.034

摘要

目的 通过电弧离子镀技术,获得抗氧化性能优良的NiAl涂层.方法 采用电弧离子镀技术,在弧流为110 A,偏压为-50 V的参数下沉积NiAlHf涂层.通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的物相结构和形貌进行分析,通过能谱仪(EDS)分析涂层的成分.采用恒温氧化增重实验对涂层的氧化动力学进行分析.结果 由电弧离子镀技术制备的NiAl涂层致密均匀,无大颗粒、孔洞等缺陷.涂层主要由β-NiAl相组成,活性元素Hf固溶在主相中.NiAlHf涂层表现出良好的抗高温氧化性能,动力学曲线符合抛物线规律,在1150℃下恒温氧化200 h的平均氧化速率为0.0841 g/(m2·h),远优于传统MCrAlY涂层体系.NiAlHf涂层在氧化初期形成保护性的 α-Al2O3氧化皮以及少量亚稳态的 θ-Al2O3,随后 θ-Al2O3逐渐转变为稳态的 α-Al2O3.Hf在涂层表面富集从而形成HfO2,对氧化皮形成了钉扎作用,增强了氧化皮的粘附性,提高了涂层的抗氧化性能.随着氧化的进行,涂层中的 β-NiAl相逐渐转变为γ'-Ni3Al相.结论 NiAlHf涂层在1150℃下仍具备优良的抗高温氧化性能,对下一代耐更高温度涂层开发,电弧离子镀NiAl涂层的技术推广及工业化应用有一定的指导作用.