鉬基合金高溫抗氧化涂層的制備及其性能研究.pdf

1、中圖分類號UDC博士學位論文學校代碼10533鉬基合金高溫抗氧化涂層的制備及其性能研究PreparationandPropertiesofMo—basedAlloysOxidationResistanceCoatingsatElevatedTemperature作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：論文答辯日期絲!垣篁』(7／汪異材料加工工程材料表面處理材料科學與工程學院王德志教授答辯委員會主席_強中南大學2014年4

2、月中南大學博士學位論文摘要鉬基合金高溫抗氧化涂層的制備及其性能研究摘要：鉬具有良好的高溫性能，高的導電、導熱率，優(yōu)異的抗腐蝕性能，并具有良好的抗熱沖擊和抗熱疲勞能力，在難熔金屬中性價比最高，應用最廣。然而，鉬和鉬合金在高溫氧化環(huán)境中易形成高揮發(fā)性的三氧化鉬，導致鉬和鉬合金失去其優(yōu)異的高溫性能，從而限制了鉬和鉬合金更為廣泛的應用。為了改善鉬和鉬合金的高溫抗氧化性能，最為可行的方法是在表面涂覆一層防護涂層。高溫氧化環(huán)境下，二硅化鉬能在表面形

3、成一層連續(xù)的、具有保護能力的二氧化硅薄膜，被認為是在溫度超過、1200℃時一種具有很好應用前景的抗氧化材料。目前金屬鉬上抗氧化涂層的制各技術各有優(yōu)缺點(如制備簡單但耗時太長)，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展。同時，由于高溫下二硅化鉬與基體鉬之間的擴散，將大大降低其作為抗氧化涂層的使用壽命。因此，發(fā)展高效的涂層制各技術和延緩高溫下涂層與基體間的擴散，具有重要的理論和實踐意義。本文選用二硅化鉬作為鉬的涂層材料，分別采用大氣等離子噴涂法和原位化學

4、氣相沉積法在鉬表面制備二硅化鉬涂層和二硅化鉬／硼化鉬復合涂層，深入地研究了大氣等離子噴涂工藝和原位化學氣相沉積工藝對制備涂層組織結構的影響規(guī)律，闡明了二硅化鉬和二硅化鉬／硼化鉬復合涂層高溫氧化機理，以及涂層中硅的擴散機制，基于動力學偏差調(diào)整了涂層結構，有效地阻擋并延緩了高溫下硅的擴散，延長了涂層的使用壽命。采用噴霧干燥造粒和真空熱處理制備出適合大氣等離子噴涂用的二硅化鉬粉末，解決了細小二硅化鉬粉末在噴涂過程中容易退化為富鉬相的這一技術難

5、題。團聚二硅化鉬粉末經(jīng)高溫熱處理后，相的組成發(fā)生了輕微的變化，由單一的MoSi2相演變?yōu)橐訫oSi2相為主相和少量的M05Si3相，二硅化鉬在真空高溫熱處理過程中，發(fā)生了微弱的氧化，形成了少量的M05Si3相。其粉末的流動性能為385s／509，松裝密度為165g／cm3。通過對不同噴涂工藝下制備的二硅化鉬涂層組織結構和性能的研究以及關鍵等離子噴涂參數(shù)(CPSP)對二硅化鉬涂層組織性能的影響，調(diào)整了大氣等離子噴涂工藝條件：功率為35kW