纳米Al_(2)O_(3)改性β-NiAl涂层的高温氧化行为OA北大核心CSTPCD

目的提高铝化物涂层的高温氧化性能。方法通过在基体上电沉积Ni-Al_(2)O_(3)复合镀层和Ni镀层,随后低温渗铝制备了纳米Al_(2)O_(3)颗粒改性和未改性的δ-Ni2Al3涂层体系。将以上涂层体系在1000℃真空退火10 min,得到纳米Al_(2)O_(3)颗粒改性和未改性的β-NiAl涂层体系。将β-NiAl涂层体系在1000℃进行恒温氧化试验,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)/能谱分析仪(EDS)分析观察铝化物涂层结构和组织形貌在高温下的变化情况。结果将Al_(2)O_(3)改性和未改性β-NiAl涂层在1000℃恒温氧化20 h,氧化动力学曲线表明,添加纳米Al_(2)O_(3)颗粒后,涂层的氧化增重有所降低。氧化20 h后,两种涂层表面的氧化膜均为α-Al_(2)O_(3)。在XRD探测到的范围内,Al_(2)O_(3)改性β-NiAl涂层退化成了富镍的β-NiAl和γ''-Ni3Al相。而未改性涂层均退化成了γ''-Ni3Al相。从Al_(2)O_(3)改性涂层氧化后的截面形貌可以看到,涂层表面氧化膜致密,与基体结合良好,氧化膜/涂层基体界面和涂层内部存在一些小尺寸空洞。而未改性涂层氧化后表面发生了明显的剥落,其氧化膜未剥落区域的界面处存在尺寸超过5μm的空洞。结论纳米Al_(2)O_(3)颗粒的添加可以降低β-NiAl涂层的氧化增重,减小氧化膜/涂层集体界面处的空洞尺寸,进而提高表面热生长氧化膜的黏附性能,导致相同氧化条件下Al_(2)O_(3)颗粒改性涂层的退化程度较轻。