镍基合金/NiCrAlY粘结层界面活性扩散障的研究

刘林涛¹，李争显^1,2,3，胡祯¹，李江涛⁴

1. 西安建筑科技大学冶金工程学院2. 西北有色金属研究院腐蚀与防护研究所3. 陕西省稀有金属表面技术工程研究中心4. 东北大学材料科学与工程学院

摘 要：采用电子束物理气相沉积技术（EB-PVD）在Rene N5镍基高温合金表面分别制备出N5/NiCrAlY和N5/ZrO₂/NiCrAlY两种涂层体系试样,并对其进行1000℃/5 h和1000℃/350 h高温氧化处理。利用SEM、EDS、XRD等分析方法对比研究了高温环境中镍基合金基体与NiCrAlY粘结层界面的演变行为以及ZrO₂活性扩散障对界面演变的控制作用。结果表明,N5/NiCrAlY体系涂层在高温环境中由于各元素浓度的差异会发生元素互扩散行为,导致在基体/NiCrAlY涂层界面处形成柯肯达尔孔洞,二次反应区及TCP相;而对于N5/ZrO₂/NiCrAlY涂层体系而言,在高温环境中,其ZrO₂活性扩散障将演变为Al₂O₃/Zr-rich/Al₂O₃三层结构,该结构能够有效抑制基体与粘结层之间的元素互扩散行为,阻止二次反应区及TCP相的出现,并且该结构具有良好的高温稳定性能。

关键词：元素互扩散;扩散障;抗氧化性能;热障涂层;