強流脈沖電子束輻照NiCoCrAlY涂層表面改性及Al膜合金化.pdf

1、強流脈沖電子束處理是一門新興的材料表面改性技術(shù)，在材料表面改性和薄膜合金化方面有很好的應(yīng)用。本文的工作分為兩部分，其一是以定向凝固D24高溫合金和GH33鎳基合金為基體，采用低氣壓等離子體噴涂的方法在合金表面沉積NiCoCrAlY涂層并利用強流脈沖電子束輻照處理，研究電子束的加速電壓和脈沖次數(shù)對涂層結(jié)構(gòu)和性能的影響；其二，采用多弧離子鍍的方法在DZ4合金基體上沉積約3μm厚的Al薄膜，并利用強流脈沖電子束輻照使Al薄膜合金化，研究電子束

2、實驗參數(shù)對合金化效果的影響。 對強流脈沖電子束輻照處理前后的NiCoCrAlY涂層的結(jié)構(gòu)和性能進行分析。掃描電鏡(SEM)的分析結(jié)果表明：低氣壓等離子體噴涂制備的NiCoCrAlY涂層表面疏松，呈層片狀結(jié)構(gòu)，存有部分孔隙和空洞；經(jīng)HCPEB輻照處理后，疏松的涂層表面重熔，變得致密平整，產(chǎn)生微區(qū)光滑，孔隙和空洞明顯減少，但是出現(xiàn)少量的熔坑和裂紋。在本實驗的能量范圍內(nèi)，隨著加速電壓和脈沖次數(shù)的增加，涂層表面重熔更加充分，變得更加致密

3、平整。X射線衍射(XRD)分析表明：低氣壓等離子體噴涂制備的NiCoCrAlY涂層主要是六方的Ni3.55Co0.5Cr0.2Al0.75Y，電子束輻照后涂層中的γ和γ'相增多，但是涂層沒有產(chǎn)生明顯的殘余微觀內(nèi)應(yīng)力。900℃靜態(tài)空氣等溫氧化試驗結(jié)果顯示，HCPEB輻照處理后，涂層的抗氧化性能明顯提高，電子能譜(EDX)分析表明電子束輻照處理的涂層氧化后表面形成了更加完整的α—Al2O3保護層。γ'相的增加、沒有產(chǎn)生明顯的微觀應(yīng)力及氧化后

4、α—Al2O3的形成有利于其耐氧化性能的提高。 對強流脈沖電子束輻照Al薄膜合金化的效果進行分析。SEM表面分析顯示，在D24基體上用多弧離子鍍的方法制備的Al薄膜表面比較疏松，1次脈沖處理后薄膜表面就變得平整了，隨著脈沖次數(shù)的增加，表面越來越平整，10次脈沖處理后有明顯的微裂紋出現(xiàn)。電子束輻照處理后有熔坑和噴發(fā)現(xiàn)象發(fā)生，5次脈沖處理后噴發(fā)現(xiàn)象最明顯。截面的EPMA分析顯示，電子束處理使Al膜與基體之間混合。掠入射的XRD分析表