α-Al₂O₃上磁控溅射NiAlRu涂层及其表面高温氧化行为

【作者】 符立才； 杨军； 刘维民；

【机构】 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室；

【摘要】 研究发现,高温合金基体上涂层中Ru的添加可以降低NiAl涂层中Al元素的内扩散及高温合金内部难熔元素的外扩散,有效地抑制了合金基体中拓扑密堆相和二次反应区的形成。这是因为Ru的内扩散可以在界面处形成δ-Ru相或者与Al和难熔元素Ta形成析出相Ru2AlTa,从而抑制Al等元素在界面处的扩散,提高NiAl基涂层的高温抗氧化性能。然而还甚少有研究当Ru外扩散或甚少内扩散时,NiAlRu本身的高温抗氧化性能研究。本文选取磁控溅射系统在α-Al2O3基体上沉积NiAlRu涂层,尽量减少Ru,Al等元素内扩散的可能性,研究其本身的高温抗氧化性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析NiAlRu涂层中Ru含量,涂层晶粒尺寸等对其在1000oC抗氧化性能的影响。结果表明,当Ru含量在10at.%左右时,涂层表面形成一层致密的α-Al2O3氧化物;而当Ru含量增加到20at.%左右时,涂层表面除了α-Al2O3外,还有部分Ni,Ru成分,抗氧化性能降低。更多还原