电流密度对铌表面熔盐脉冲电沉积渗硅的影响.pdf

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1、第４１卷第４期Ｖｏｌ畅４１Ｎｏ畅４２０１６年４月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＡｐｒｉｌ２０１６电流密度对铌表面熔盐脉冲电沉积渗硅的影响王雁利，杨海丽，吴晔康，徐宏，王心悦，冯策（华北理工大学冶金与能源学院河北省现代冶金技术重点实验室，河北唐山０６３００９）摘要：采用熔盐脉冲电沉积法在纯铌表面渗硅，利用辉光放电光谱仪（ＧＤＯＥＳ）、扫描电镜（ＳＥＭ）和能谱仪（ＥＤＳ）、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）分析不同电流密度对渗硅层厚度、成分、组织及相结构的影响，并对渗硅层的抗氧化性进行了研究。结果表明，渗硅层厚度２随电流密度的增大而增

2、加，超过１００ｍＡ／ｃｍ厚度增加缓慢。渗硅层晶粒随电流密度的增加由粗大变得细小。渗层与基体结合紧密，渗层组织较均匀整齐，致密无孔洞。渗硅层由单相ＮｂＳｉ２组成，在（１１０）和（２００）晶面上择优生长。ＮｂＳｉ２渗层提高了纯铌的抗氧化性。关键词：铌；熔盐脉冲电沉积；渗硅；电流密度；抗氧化性＋中图分类号：TG146．416文献标志码：A文章编号：0254-6051（2016）04-0165-05Effectofcurrentdensityonniobiumbymoltensaltpulseelectrodepositionsilico

3、nizingＷａｎｇＹａｎｌｉ，ＹａｎｇＨａｉｌｉ，ＷｕＹｅｋａｎｇ，ＸｕＨｏｎｇ，ＷａｎｇＸｉｎｙｕｅ，ＦｅｎｇＣｅ（ＨｅｂｅｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｏｄｅｒｎＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｙａｎｄＥｎｅｒｇｙ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＴａｎｇｓｈａｎＨｅｂｅｉ０６３００９，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｉｚｅｄｌａｙｅｒｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｏｎｐｕｒｅｎｉｏｂｉｕｍｂｙｍｏｌｔｅｎｓａｌ

4、ｔｐｕｌｓｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｏｎｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｉｚｅｄｌａｙｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｈａｓｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｇｌｏｗｄｉｓｃｈａｒｇｅｏｐｔｉｃａｌｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＧＤＯＥＳ），ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）ｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈｅｎｅｒｇｙｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＥＤＳ）ａｎｄＸ-ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（Ｘ

5、ＲＤ）．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅａｎｔｉ-ｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｓｉｌｉｃｏｎｉｚｅｄｌａｙｅｒｗａｓａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｉｚｅｄｌａｙｅｒｔｈｉｃｋｅｎｓａｓｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅ２ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｇａｉｎｉｎｇｒａｔｅｓｌｏｗｓｗｈｅｎｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｉｓｂｅｙｏｎｄ１００ｍＡ／ｃｍ．Ｇｒａｉｎｓｉｚｅｓｏｆｓｉｌｉｃｏｎｉｚｅｄｌａｙｅｒｂｅｃｏｍｅｓｍａｌｌｅｒｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｃｕｒｒｅｎｔｄｅ

6、ｎｓｉｔｙ．Ｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｉｚｅｄｌａｙｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｕｎｉｆｏｒｍ，ｏｒｄｅｒｌｙａｎｄｄｅｎｓｅｗｉｔｈｏｕｔｈｏｌｅｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｆｉｒｍｌｙｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍａｔｒｉｘ．Ｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｉｚｅｄｌａｙｅｒｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｓｉｎｇｌｅ-ｐｈａｓｅＮｂＳｉ２ｗｉｔｈ（１１１）ａｎｄ（２００）ｐｒｅｆｅｒｒｅｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ．ＴｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｐｕｒｅｎｉｏｂｉｕｍｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙＮｂＳｉ２ｌａｙｅｒ．Keywords：ｎｉｏｂｉｕｍ；ｍｏｌｔｅ

7、ｎｓａｌｔｐｕｌｓｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｓｉｌｉｃｏｎｉｚｉｎｇ；ｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙ；ｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ铌具有低密度、高熔点、优良的延展性和热传导法于１０５０℃下包埋２ｈ（真空、压力约５Ｐａ）、９００℃包性、低的韧-脆转变温度、高的高温强度和硬度等优良埋２４ｈ、１１００℃包埋３ｈ，在纯铌表面得到约４０、６０和［８］特性，有望逐步代替镍基合金，成为重要的高温环境服７０μｍ厚的ＮｂＳｉ２渗层；Ｙａｍａｄａ等采用加热扩散法役的候选结构材料。然而，铌在高温时抗氧化性能较［９］于９２３℃加热１２

8、ｈ、Ｓｕｚｕｋｉ等采用热浸法于９００℃差（约６００℃时即发生“ｐｅｓｔ”氧化），这在很大程度上熔盐中浸镀２ｈ，分别制备出约８０μｍ和１０μｍ厚的［１］制约了其发展。解决该问题的途径主要有两个：一渗硅层。熔盐脉冲电沉积法具有设备简单、操作方便，是合金