低压化学气相沉积MoSi_2涂层微观结构及氧化性能.pdf

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1、第20卷第1期Vo1．2ONo．1材料科学与工艺2012年2月MATERIALSSCIENCE&TECHNOLOGYFeb．，2012低压化学气相沉积MoSi2涂层微观结构及氧化性能吴恒，李贺军，王永杰，付前刚，魏建锋，王海鹏(1．西北工业大学凝固国家重点实验室，西安710072；2．西北工业大学理学院，西安710072)摘要：为了防止Mo合金的高温氧化，本研究采用低压化学气相沉积技术在Mo合金表面制备MoSi：抗氧化涂层，借助x射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪等分析手段，对涂层的微观结构进行了研究，测试了涂

2、层的抗氧化和抗热震性．结果表明：MoSi涂层结构致密，仅有少量微裂纹存在，表现出良好的抗热震和抗氧化性能；经加次1300℃一室温循环热震实验后，涂层未出现开裂与脱落现象；涂层试样在1300℃氧化气氛下氧化180h，失重率小于0．83％，分析揭示了涂层试样氧化失重的主要原因为氧扩散通过涂层与Mo基体发生反应，生成极易挥发的MoO、MoOMoO，氧在涂层中的扩散速率决定了涂层的失重速率．关键词：低压化学气相沉积法；MoSi涂层；微观结构；抗氧化中图分类号：TG322文献标志码：A文章编号：1005—0299(

3、2012)01—0026—05MicrostructuresandoxidationresistanceofMoSi2coatingpreparedbylowpressurechemicalvapordepositionWUHeng，LIHe-jun，WANGYong-jie，FUQian．gang，WEIJian—feng，WANGHai—peng(1．StateKeyLaboratoryofSolidificationProcessing，NorthwesternPolytechnicalUniver

4、sity，Xi’an710072，China；2．SchoolofScience，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Toprevent：Moalloyfromoxidation，aMoSi2coatinghasbeenpreparedbylowpressurechemicalva—pordeposition(LPCVD)．MicrostructuresofthecoatingwerestudiedthroughXR

5、D，SEM，EDS．Theisothermaloxidationandthermalshockofthecoatingwasalsotested．ResultsshowthattheMoSi2coatinghascompactstructurewithonlyafewmicrocracksandexhibitesanicethermalshockresistanceandanti-oxidationability．Thecoatedsampleshavejusta0．3％weightlossafter20

6、timesthermalshocks．Nospallingandsplitting印一pearinthecoating．For180hisothermaloxidationat1300cI=．theweightlossofsampleislessthan0．83％．TheweightlossismainlyowingtothegenerationofvolatileMO，MoO2andMoO3bythereactionbetweenthe_oxygendiffusedinandMoattheinterfa

7、cebetweenthecoatingandmatrix．Keywords：lowpressurechemicalvapordeposition；MoSi2coating；microstructure；anti—oxidation难熔金属Mo具有优良的高温强度、抗蠕变大限制了Mo在高温有氧环境下的使用HJ，因此性、较低的低热膨胀系数、高导热性能和耐腐蚀提高Mo的抗氧化能力至关重要，合金化处理与性，广泛应用于航空、航天、电子、冶金和轻工等行涂层技术是解决Mo氧化的有效途径．然而，合金业的一些耐高温部件¨J．

8、M0在400oC时开始氧化处理仅适合Mo在1000oC以下低温抗氧化，Mo化，氧化生成的MoO．、MoO，、MoO在725℃以上在1000℃以上高温抗氧化必须借助于表面涂层发生严重挥发，进一步加速了Mo合金的氧化，大技术．MoSi与Mo具有良好的物理化学相容性，而且高温下氧化可在其表面自发形成一层致密的收稿日期：2011—02—21．SiO2保护膜，具有极低的氧渗透率，可有效地阻挡基金项目：国家自然科学基金资助项目(50902