近日,湖南科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、高溫耐磨材料及制備技術(shù)湖南省國防科技重點(diǎn)實驗室教授顏建輝課題組,在抗氧化和阻界面擴(kuò)散功能一體化高溫防護(hù)復(fù)合涂層方面取得最新進(jìn)展。相關(guān)成果在線發(fā)表于《國際陶瓷》。
憑借高熔點(diǎn)、優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和良好的化學(xué)穩(wěn)定性,鉬(Mo)及其合金常被作為火箭、飛船、高速飛行器等裝備關(guān)鍵部件的高溫結(jié)構(gòu)候選材料之一。然而,弱的抗氧化性能嚴(yán)重制約其在高溫有氧環(huán)境中的應(yīng)用。目前,增強(qiáng)其高溫抗氧化性能最有效的策略是在鉬及其合金上涂覆MoSi2陶瓷層。
抑制MoSi2涂層/基體界面元素互擴(kuò)散,是鉬及其合金高溫長時防護(hù)涂層亟待解決的重要科學(xué)問題。而在防護(hù)涂層/基體界面引入阻擴(kuò)散層是一種有效的方法。
課題組以WMoNbVTa高熵合金層作為擴(kuò)散阻擋層,通過兩步放電等離子燒結(jié)方法,在鉬基體上制備了新型雙層涂層,比較研究了該體系在1200℃至1500℃高溫有氧環(huán)境中的界面擴(kuò)散行為。與單層MoSi2涂層相比,雙層涂層中MoSi2的結(jié)構(gòu)退化非常緩慢。難熔WMoNbVTa合金作為擴(kuò)散阻擋層,有效抑制了鉬基體與MoSi2涂層之間的界面元素擴(kuò)散,延長了MoSi2陶瓷涂層的使用壽命。
論文審稿人表示,這種集抗氧化和阻界面元素擴(kuò)散于一體的涂層結(jié)構(gòu)設(shè)計具有新穎性,對延長基體材料的服役壽命具有很好的指導(dǎo)意義。