Al-Y-Si氧化物涂層與Al2O3-SiO2復(fù)合涂層的雙輝技術(shù)制備與性能研究.pdf

1、在316L不銹鋼表面制備的α-Al2O3涂層能起到良好的阻氚滲透作用，能否在低溫下制備出高含量的α-Al2O3是其最終用作聚變堆包層防氚滲透涂層的關(guān)鍵。為此，本課題先在316L不銹鋼表面通過(guò)雙層輝光等離子滲金屬技術(shù)制備 Al-Y-Si三元共滲鋁化物涂層，然后，利用等離子氧化法制備氧化鋁涂層。此外，為了提高 Al2O3涂層的綜合性能，本文探索了用雙輝等離子滲金屬技術(shù)和等離子氧化法在316L不銹鋼表面制備Al2O3-SiO2復(fù)合涂層的工藝。

2、
　　利用正交試驗(yàn)優(yōu)化了涂層制備的工藝參數(shù)，采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜儀(EDS)、劃痕儀、電化學(xué)工作站、熱震試驗(yàn)等對(duì)涂層的組織結(jié)構(gòu)和相關(guān)性能進(jìn)行了表征，分析了靶材中稀土Y添加量對(duì)鋁涂層的制備、等離子氧化以及涂層性能的影響。主要得出如下結(jié)論：
　　在580℃成功制備了Al-Y-Si共滲涂層。涂層均勻致密，涂層中Al、Fe等元素呈梯度分布，從涂層表面到內(nèi)部的物相依次為FeAl3、FeAl、Fe3

3、Al，涂層與基體間形成冶金結(jié)，Y和Si元素均勻分布在涂層中。用Y含量為10％的合金靶材制得的涂層結(jié)合力最大，達(dá)到69.2 N，其耐蝕性能也得到明顯提高，涂層抗熱震性能優(yōu)異。
　　在580℃條件下，Al-Y-Si共滲涂層經(jīng)過(guò)等離子氧化后制得Al2O3涂層。涂層中存在的物相主要為α-Al2O3、θ-Al2O3、γ-Al2O3以及α-Fe2O3相。用Y含量為10%的合金靶材制備的氧化鋁涂層中α-Al2O3相的相對(duì)含量達(dá)65%，與相同條件

4、下純鋁靶材制備的涂層相比，α-Al2O3相的相對(duì)含量增加了10%。涂層與基體間形成冶金結(jié)合，在不同Y含量的靶材中，Y含量為10%的合金靶材制備的氧化鋁涂層和基體間結(jié)合力最大，達(dá)70.5 N，其耐腐蝕性能和抗熱震性能也最佳。
　　利用雙輝等離子滲的方法依次在316L不銹鋼基體上制備鋁和硅復(fù)合涂層，再經(jīng)過(guò)等離子氧化制備Al2O3-SiO2復(fù)合涂層。涂層中主要含有方石英(SiO2)相和較少的α-Al2O3與γ-Al2O3相。通過(guò)對(duì)不同溫