钼表面B,Y改性包埋渗Si涂层研究

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难熔金属钼(Mo)具有熔点高、导热性能好和耐腐蚀性好等优良性能,在航空、航天、电子和冶金等行业都具有广阔的应用前景。然而,Mo在400℃以上的氧化环境中极易被氧化,严重制约了它在高温材料领域的使用。本文采用包埋渗的方法在Mo基体上制备Mo-Si-B系涂层来提高基体的抗氧化性能,研究了包埋渗实验各个参数对涂层组织形成的影响。此外,研究了包埋渗剂中添加Y对涂层的组织结构和抗氧化性能的影响。所采用的分析手段主要有XRD相分析,SEM、BSE形貌观察和EDS、WDS成分分析。通过研究发现,Si-B共渗涂层由外向内可分为五层:MoSi2最外层,MoSi2+MoB次外层,Mo5Si3第三层,MoB第四层和Mo2B最内层;涂层主体为MoSi2,渗入的B在与基体反应形成Mo-B化合物层的同时,还与MoSi2反应形成MoB并弥散分布其中;涂层的生长以Si, B原子向内扩散为主。随包埋共渗温度升高,涂层生长速度加快,MoSi2的生长遵循抛物线规律。渗剂中B含量的变化对涂层组织结构影响较小。渗剂加不同含量Y的Si-B涂层结构与不添加Y时相同。但是,随Y在渗剂中添加量从0.5-8wt.%逐渐增加,其对涂层生长的催渗效果呈现先增大后减小的趋势,并且当Y含量达到2wt.%时催渗效果最大。Si-B共渗涂层在600和1250℃下均具有优异的恒温抗氧化性能;氧化时,涂层中的B向表面扩散并氧化形成B2O3,有促进表面氧化膜形成的作用。1000℃下100h循环氧化结果表明,Y改性Si-B共渗涂层较Si-B共渗涂层表现出更好的抗氧化性能。
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