金属氧化物陶瓷涂层高温阻氘渗透性能研究

• 作者: 王维静 刘晓鹏 袁比飞 于庆河 屈文涛
• 来源期刊: 稀有金属
• 关键词: 氘渗透性 厚度 氧化物涂层 射频磁控溅射
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Papers
• 页码范围: 203-209
• 页数: 7页
• 分类号: O484
• 语种: 中文
• DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY19030058

摘要

采用射频磁控溅射方法在316L不锈钢表面沉积了 Al2O3,Cr2O3,Y2O3和ZrO2(8％Y2O3)4种单层氧化物陶瓷涂层.选用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对4种氧化物陶瓷涂层相组成、微观组织结构进行表征,结果表明,Al2O3涂层为非晶态,其他3种氧化物陶瓷涂层均为晶体结构,且涂层沉积致密,无明显微观缺陷产生.采用气相氢渗透装置对各涂层的氘渗透性能进行测试,结果表明,受氧化物中金属离子与氧的结合能的影响,在973K@80kPa氢渗透压下,厚度约为250 nm的Al2O3,Cr2O3,Y2O3和ZrO2(8％Y2O3)涂层氘渗透阻挡因子(D-PRF)分别为103,46,112和256,表明4种氧化物陶瓷涂层均具有良好的阻氘渗透性能,其中Y2O3陶瓷涂层阻氘渗透性能最好.因此,以Y2O3陶瓷涂层为例,研究厚度对涂层阻氘渗透性能的影响,在涂层厚度为139～251 nm范围内,氘渗透激活能和D-PRF随着涂层厚度的增加而线性增大.随着Y2O3涂层厚度增加,氘渗透量减少,阻氘渗透性能提高.