MoNbTaTiW难熔高熵合金表面硅化物涂层的制备与抗氧化机理

• 作者: 韩杰胜 苏博 张爱军 孟军虎 吴有智
• 来源期刊: 材料保护
• 学科: 工学
• 关键词: 硅化物涂层 难熔高熵合金 料浆熔烧 抗氧化涂层
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 试验研究
• 页码范围: 1-8,59
• 页数: 9页
• 分类号: TG174.44
• 语种: 中文
• DOI: 10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0030

摘要

解决难熔高熵合金在高温下的抗氧化问题是其应用于工程的前提,在难熔金属表面制备抗氧化涂层是提高其抗氧化性能的有效途径.采用料浆熔烧法在MoNbTaTiW难熔高熵合金表面制备复杂硅化物抗氧化涂层(Si-20Cr-20Fe),利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等研究原始硅化物涂层及其在1 300℃氧化后的显微结构、物相和成分,探讨Si,Fe,Cr在涂层中的扩散规律和涂层的抗氧化机理.结果显示:熔烧后的原始硅化物涂层由金属与硅反应生成的二硅化物、5/3硅化物和三元硅化物Cr4Nb2Si5组成,硅化物涂层与基体之间形成了良好的扩散反应界面.1 300℃氧化后,Si,Fe,Cr 3种元素向基体扩散,扩散反应界面向基体方向移动,涂层厚度增加,扩散反应界面的结构与成分与原始复杂硅化物涂层的无显著差别.氧化后涂层表面形成了由CrNbO4,SiO2,WO3和Fe2SiO4组成的无裂纹致密氧化物层,阻止了氧向基体内的进一步扩散.Si,Fe,Cr在MoNbTaTiW难熔高熵合金中具有不同扩散速度,Si的扩散速度最快,Fe次之,Cr最慢.Fe和Cr在低硅含量的扩散层和硅化层中出现富集现象.料浆熔烧法制备的复杂硅化物涂层在高温下为MoNbTaTiW难熔高熵合金提供了抗氧化防护.