Mo层对锆合金表面微熔NiCr涂层的抗高温氧化机理的影响

2024-12-19 14:47:19 作者：材料保护来源：武汉材料保护杂志社有限公司分享至：

Mo层对锆合金表面微熔NiCr涂层的抗高温氧化机理的影响

刘耿明宋国庆薛康辉陈勇

南华大学机械工程学院

核心观点

为提高Zr合金包壳表面涂层的抗高温氧化性，采用多弧离子镀加激光微熔（LMM）的复合技术在Zr合金包壳表面制备Mo/NiCr涂层，通过观察氧化前后的涂层SEM形貌和元素分布，以及通过XRD判断涂层成分，分析涂层抗高温氧化性能的变化。

Highlight

涂层表面在激光微熔后不开裂以及Zr基材不翻至表面情况下，Mo层的添加能够提高涂层所能承受的激光功率的上限，促使表面合金化程度增加，进一步消除PVD制备涂层过程中表面产生的孔隙，同时在激光微熔过程中阻挡Zr向着涂层表面的扩散，从而提升涂层的抗高温氧化性。

添加Mo的涂层在1 000 ℃空气条件下氧化30 min和1 000 ℃水蒸气条件下氧化30 min都能很好地保护基体，实现了在高温条件下Mo对Zr向涂层表面扩散的阻挡作用，同时因为Mo隔绝了NiCr与Zr的接触，Cr₂O₃无法将Zr氧化成ZrO₂,没有O的扩散通道生成，涂层中容纳H₂O通过的孔隙数量变少、直径变小，提高了涂层的抗高温氧化性，为锆合金包壳涂层的制备提供了新的研究方向，增加了涂层的可选择性。

表格数据

Mo和NiCr涂层沉积参数

论文图片

NiCr涂层的SEM形貌与EDS谱

Mo/NiCr涂层的SEM形貌与EDS谱

LMM-NiCr涂层的SEM形貌与EDS谱

LMM-Mo/NiCr涂层的SEM形貌与EDS谱

LMM-NiCr涂层、LMM-Mo/NiCr涂层

表面的XRD谱

空气氧化后LMM-NiCr涂层的SEM形貌和EDS谱

空气氧化后LMM-Mo/NiCr涂层的

SEM形貌和EDS谱

空气氧化后LMM-NiCr涂层、

LMM-Mo/NiCr涂层表面XRD谱

水蒸气氧化后LMM-NiCr涂层的SEM形貌和EDS谱

水蒸气氧化后LMM-Mo/NiCr涂层

的SEM形貌和EDS谱

水蒸气氧化后LMM-NiCr涂层、

LMM-Mo/NiCr涂层表面XRD谱

引文格式

刘耿明, 宋国庆, 薛康辉, 等. Mo层对锆合金表面微熔NiCr涂层的抗高温氧化机理的影响[J]. 材料保护, 2024, 57(10):11-18.

LIU Gengming, SONG Guoqing, XUE Kanghui, et al. Effects of Mo Layer on the High-Temperature Oxidation Resistance Mechanism of Micro-Melted NiCr Coating on Zirconium Alloys Surface[J]. Materials Protection, 2024, 57(10):11-18.

DOI: 10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0219.

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