等离子体激活电子束物理气相沉积NiCoCrAlY涂层的制备及微观组织结构研究.pdf

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1、真空科学与技术学报第32卷第8期CⅢN】巳SEJOI『RNAI．OFVACUUMSCIENCEANDTEC}Ⅱ0】∞GY2012年8月等离子体激活电子束物理气相沉积NiCoCrA1Y涂层的制备及微观组织结构研究常健郑蕾彭徽郭洪波宫声凯(北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191)MicrostructuresofNiCoCrAIYCoatingsGrownbyPlasmaActivatedElectronBeamPhysicalVaporDepositionChangJian，ZhengLei，PengHui，GuoHongbo，GongShen

2、gkai(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，BeihangUniversity，Being100191，Ch／na)Abstractanoveltechnique—theplasmaactivatedelectmnbeam—physicalvapordeposition(PAEB-PVD)一Wasde-velopedbymodifyingtheconventionalelectmnbeamphysicalvapordeposition(EB—PVD)tosigniticanflyreducethecolumna

3、randlineardefectsoftheNiCoCrA1Ycoatings．grownbyEB—PVD．ThehighqualityNiCoCrMYcoatingswerede—positedbythenewly-developedtechnique．Theimpactsofthedepositionconditionsonmicmstmcturesandmechanicalpropertiesofthecoatingwereevaluated．Theresultsshowthattheenergyoftheimpingingadatomstmngl

4、yaffectsitsmi—crostmctures．Theenergyoftheadatomcanbeincreasedbyincreasingthearedischargevoltageandsubstmtebias．Astheadatomenergyincreased，thecolumnargrainsofthecoatingchangedintothemorecompactequiaxialones，accompa—niedwithgraingrowth．Meanwhile，strongsegregationWasobserved，resulti

5、nginanincreasedofA1content，adecreasedCrcontent，andanincreaseofplasticity．KeywordsElectronbeam—physicalvapordeposition，Plasma，Hi【ghtemperatureprotectivecoating，Microstmcture摘要针对传统电子束物理气相沉积(EB—Pro)制备的柱状晶结构MCrMY涂层存在线性缺陷的问题，本文建了等离子体激活EB—PVD(PAEB—PVD)设备，并采用PAEB—PVD技术制备出了具有等轴晶结构的新型NiCo

6、CrMY涂层。结果表明，增大电弧放电电压和基板偏压均可以提高沉积粒子的能量。随着沉积粒子能量增强，涂层逐渐由柱状晶结构转变为致密等轴晶结构，晶粒尺寸增大；另一方面，涂层成份离析效应增强，主要体现在Al含量降低和cr含量升高。关键词电子束物理气相沉积等离子体高温防护涂层微观结构中图分类号：TG174．44文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1672—7126．2012．08．17燃气涡轮发动机已经广泛的应用在航空发动速的氧化和热腐蚀，大大缩短材料的使用寿命。目机、舰船以及地面发电重型燃机中。随着航空航天前常用高温合金(定向、单晶合金)中的A

7、1铝含量一以及工业技术的进步，提高涡轮发动机的使用效率般在约5％(质量比)，如此低的含量很难在高温迫在眉睫。而提高燃气涡轮发动机效率最有效的方氧化时生成覆盖完全的保护性氧化膜。所以，要同法就是通过提高发动机高压涡轮的进口温度，进而时兼顾合金的力学性能和高温防护性能是比较困难提高发动机的燃烧效率¨l-2j。但是，使用温度的提的。因此在保证合金具有优良力学性能的前提下，高就意味着对高温结构材料的综合性能提出更高的施加防护涂层就成为改善合金抗高温腐蚀性能的有要求。与此同时，在高温环境下，金属材料会发生加效途径3—5l。收稿日期：2011-09—09基金项目：中

8、央高校基本科研业务费专项资金和国家重点基础研究发展计划资助项目(No．2010C