Cr合金化對納米晶MoSi2和Mo3Si涂層組織及性能影響的研究.pdf

1、二硅化鉬有著許多眾所周知的優(yōu)點(diǎn),如:較高的熔點(diǎn)、熱導(dǎo)率比較高、適合的密度、適中的熱膨脹系數(shù)、良好的抵抗高溫環(huán)境下氧化性能和抵抗腐蝕性能等,從而成為了最具研究價值的高溫環(huán)境下的結(jié)構(gòu)材料之一。但是由于其在中溫范圍內(nèi)(500℃左右)氧化時,會產(chǎn)生“PEST”現(xiàn)象因而限制了其使用范圍。通常采用合金化、納米化和復(fù)合化等一種或幾種方法來改善和提高其各項性能。而到目前為止,對于Mo3Si的研究卻相對較少,本文后半部分旨在對Mo3Si以及Cr元素加入后

2、性能變化的研究。
　　本論文前半部分主要是在 TC4合金的上表面使用雙陰極等離子的濺射沉積技術(shù)來獲得了(Mo1-xCrx)Si2(x-=0,0.1,0.2,0.3)涂層。XRD,SEM和TEM等所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所獲取的涂層主要分為沉積層和擴(kuò)散層兩個層面,組織分布均勻結(jié)構(gòu)致密沒有通常見到的明顯的缺陷。劃痕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明涂層中鉻元素的含量越高,涂層與基體的結(jié)合力也就越強(qiáng)。干摩擦實(shí)驗(yàn)的測試結(jié)果表示Cr元素的加入可以有效的提高涂層的耐磨性

3、能。
　　將納米晶 MoSi2在500℃條件下進(jìn)行氧化實(shí)驗(yàn),其產(chǎn)生了“PEST”氧化現(xiàn)象。而隨著 Cr元素的加入,能夠在一定程度上有效的阻止氧氣的進(jìn)入從而能在一定程度上抑制MoO3的生成,進(jìn)而提高涂層的抗氧化性能。將500℃溫度下氧化不同時間(0h,1h,5h,10h,20h,30h)的納米晶(Mo1-xCrx)Si2涂層在3.5％NaCl溶液中測試其電化學(xué)性能。電化學(xué)結(jié)果表明:Cr元素含量越高,孔隙率越小,氧化膜越致密,其表現(xiàn)出

4、越好的電化學(xué)能力。
　　本論文的后半部分主要在鈦合金表面應(yīng)用了相同的沉積技術(shù)成功制備出(Mo1-xCrx)3Si(x=0,0.09,0.20,0.29)涂層。通過XRD,SEM等測試手段可知涂層組織較為致密,與基體結(jié)合良好,截面上無明顯的孔洞,突起等結(jié)構(gòu)上的缺陷存在,并且涂層主要分為兩層。通過納米壓入法可知,涂層的硬度以及彈性模量是跟著Cr含量的增加而減小的。通過維氏壓痕法來判定涂層的韌性可知隨 Cr含量增加,納米晶 Mo3Si涂