CrN中间层阻挡元素扩散的能力研究

刘山川¹，孙超¹，姜辛²，宫骏¹，李伟洲³

(1.中国科学院金属研究所,金属腐蚀与防护国家重点实验室,沈阳,110016;
2.德国锡根大学,材料工程研究所,德国,锡根,57076;
3.广西大学,有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室,南宁,530004)

摘要:为了降低涂层和基体间的元素互扩散,采用电弧离子镀技术在NiCrAlY防护涂层和DSM11基体间加入CrN扩散阻挡层.用扫描电镜(SEM)观察了沉积态CrN涂层、退火和氧化态NiCrAlY/DSM11和NiCrAlY/CrN/DSM11的表面和截面形貌;通过能谱(EDS)分析了元素沿防护涂层和扩散阻挡层的截面分布;用X射线衍射仪(XRD)检测了防护涂层和扩散阻挡层的物相结构;用透射电镜(TEM)观察了样品退火和氧化后扩散阻挡层的形貌特征;利用1100℃恒温氧化实验比较了单一NiCrAlY涂层和NiCrAlY/CrN涂层体系的抗氧化能力,结合真空扩散实验分析了高温情况下元素在涂层和基体间的扩散.结果表明:CrN扩散阻挡层能有效地抑制合金元素的互扩散.其原因与高温下CrN→Cr2N→TiN的转变有关;TiN在扩散阻挡层的生成有利于防护涂层抗氧化能力的提高.

关键词:涂层; 扩散阻挡层; CrN; 氧化; 元素互扩散;

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