电弧离子镀NiCoCrAlY涂层的组织结构及初期氧化
等离子喷涂碳化铬-镍铬涂层的摩擦学特性
等离子喷涂碳化铬－镍铬涂层的摩擦学特性摘要：本文研究了等离子喷涂碳化铬－镍铬涂层的摩擦学特性。
通过研究其摩擦系数、磨损率和表面形貌，发现该涂层在高温和高压下具有良好的耐磨性和抗氧化性能，适用于高温摩擦的场合。
关键词：等离子喷涂、碳化铬、镍铬涂层、摩擦学特性、耐磨性、抗氧化性能1. 引言碳化铬和镍铬合金涂层广泛应用于高温高压条件下的机械制造和航空航天等领域。
等离子喷涂技术是一种常用的涂层制备方法，具有高硬度、高粘附力和均匀性好的优点。
本文旨在研究等离子喷涂碳化铬－镍铬涂层的摩擦学特性，为其在实际应用中的有效利用提供依据。
2. 实验方法2.1 基材选用镍基合金GH4169作为基材，其化学成分见表1。
表1 基材材料化学成分（质量分数/%）元素 C Mn Si Cr Ni Mo质量分数0.08~0.15 0.35~0.60 0.20~0.50 19.00~23.0050.00~55.00 8.00~10.002.2 涂层制备采用等离子喷涂技术，在基材表面喷涂碳化铬和镍铬合金涂层。
喷涂参数见表2。
表2 等离子喷涂参数工艺参数数值喷涂电流（A）400喷涂电压（V）70离子气流量（l/min）50喷涂距离（mm）1602.3实验测试采用UMT-2高温摩擦仪测试不同温度下涂层的摩擦性能和磨损率。
测试条件见表3。
同时，采用扫描电子显微镜（SEM）观察涂层表面形貌。
表3 实验测试条件试样尺寸10mm×10mm×3mm实验温度（℃）400~800实验负荷（N）50轮胎材料WC滑行速度（mm/s） 53. 结果分析3.1 摩擦特性分析图1展示了不同温度下涂层的摩擦系数曲线。
由图可以看出，在400 ~ 500 ℃的温度范围内，涂层的摩擦系数略有波动，但总体趋势趋于稳定。
随着温度的升高，涂层的摩擦系数逐渐减小，在700 ℃左右达到最低点。
表1列出了不同温度下的摩擦系数平均值。
表1 不同温度下涂层的摩擦系数和磨损率温度（℃）摩擦系数磨损率（×10-5mm3/N·m）400 0.28 2.0500 0.26 2.2600 0.23 1.8700 0.22 1.6800 0.23 2.03.2 磨损率分析图2展示了不同温度下涂层的磨损率。
电弧离子镀制备CrAlSiNCrNCr涂层的电化学腐蚀行为研究
第41卷第1期2021年2月冶金与材料M etallurgy and m aterialsYol.41No.lFebruary2021电弧离子镀制备CrAISiN/CrN/C r涂层的电化学腐蚀行为研究杜倍庆，李志心，陈希明，宋德畅，王泽松(岭南师范学院物理科学与技术学院，广东湛江524048)摘要：为探寻海洋特种工程装备表面的耐腐蚀性涂层材料，引人一种应用在丁.业干式切削及压铸件工模具领域中的一种最具代表性的叫元CrAlSiX硬质涂层，并研究其电化学腐蚀行为与制备工艺参数的关系。
通过改变多弧离子锻工艺中阴极弧电流大小从50 A到90 A，在316 L不锈钢基片上制备丫 CrAlSiN/CrN/Cr涂层，将这些涂层试片置于3.5% NaCl溶液中进行电化学腐蚀测试实验。
结果表明，当阴极CrAlSi靶电流为80A吋，涂层表现出良好的抗腐蚀性能。
关键词：CMISiN/ON/C r涂层；电弧离子镀;阴极靶电流;电化学腐蚀最近十几年来，开发深海钻井平台、可燃冰开采等 新兴海洋资源一直是国家针对沿海城市可持续件发展提出的新经济战略，但海洋资源的开发离不开海洋装备的研发和更新，特别是关键配套紧固件的耐腐蚀和交互磨损问题一直是制约海洋特种丁.程装备发展的重 要因素。
因此，研发用于复杂工况下的海洋工程装备紧 间件表面防护性耐蚀涂层就变得尤为重要。
而应用在 机械干式切削和压铸工模具领域，基于物理气相沉积(PVD)技术制备的四元CrAlSiN涂层展现出的良好耐腐蚀性，有望成为海洋特种工程装备耐蚀涂层的候选材料之一。
在刀具及工模具涂层领域，Cr(T i)AlSiN涂层的耐腐蚀性研究几乎都集中在三种代表性的电化学腐蚀试验上，该试验是将试片分別置于3.5%的NaCl溶液，1()%的H2S04溶液或者海水中进行的。
1」11等人研究不 镑钢基体上的CrAlSiN涂M在3.5%的NaCl溶液中的抗腐蚀件能时，通过电化学阻抗谱提出，涂层表现出良 好的耐腐蚀性取决于涂层与基体之间的粘附性，而不 是其本身的微观结构。
等离子及超音速火焰喷涂NiCoCrAlY涂层的抗氧化性能研究
等离子及超音速火焰喷涂NiCoCrAlY涂层的抗氧化性能研究作者：郭文勇范薇唐健江李红强来源：《科技视界》2017年第17期【摘要】本研究分别采用大气等离子喷涂（APS）和超音速火焰喷涂（HVOF）两种技术在高温合金表面制备NiCoCrAlY涂层，对比分析涂层的相成分、结构与抗氧化性能。
结果表明：两种工艺喷涂态涂层均由γ/ γ’和β-NiAl相组成。
1100 ℃氧化0.5 h后，APS涂层表面形成了不连续的热生长氧化物（TGOs），而HVOF涂层形成了连续、致密的TGOs。
随着氧化时间增加，HVOF涂层表面的物相以Al2O3为主，而APS涂层表面则以尖晶石相为主。
HVOF 涂层的氧化增重小于APS涂层，表现出更为优异的抗氧化性能。
【关键词】等离子喷涂；超音速火焰喷涂；粘结层；抗氧化性能中图分类号： TG174 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）17-0038-002Investigation of the Oxidation Resistance of Atmospheric Plasma Sprayed and High Velocity Oxygen Fuel Sprayed NiCoCrAlY CoatingGUO Wen-yong1 FAN Wei2 TANG Jian-jiang3 LI Hong-qiang2（1.Xi’an Shaangu Power Co.， Ltd.，Xi’an 710611， China；2.State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials，Xi’an Jiaotong University，Xi’an 710049， China；3.School of Materials Engineering，Xi’an Aeronautical University，Xi’an 710077）【Abstract】In this study， atmospheric plasma spraying （APS） and high velocity oxygen fuel （HVOF） technique were employed to deposit NiCoCrAlY coatings on the surface of superalloy. The phase composition， morphology and oxidation resistance of coatings were comparatively investigated. The results suggested that both of as-sprayed coatings consisted of γ/ γ’ and β-NiAl. After oxidation at 1100℃ for 0.5 h， some discontinuous thermally grown oxides （TGOs） formed on the surface of APS-coating， while continuous and dense TGOs formed on HVOF-coating. With the increase of oxidation time， the TGOs in HVOF-coating mainly contained Al2O3， while spinel was observed in APS-coating. The weight gain of HVOF-coating was lower than that of APS-coating， indicating that the oxidation resistance of the former was superior to the latter.【Key words】High velocity oxygen fuel； Atmospheric plasma spraying； Bond Coat；Oxidation resistance0 前言热障涂层（TBCs）是航空发动机和燃气轮机热端部件的关键防护涂层，主要由陶瓷层、热生长氧化物层、粘结层及合金基体组成[1]。
电弧离子镀CrAlN涂层的微观结构及力学性能研究
第35卷第5期2010年10月广西大学学报:自然科学版Jou rna l of G uangx iU niversity :N a t Sc i Ed V o.l 35N o .5O ct .2010收稿日期:2010 03 27;修订日期:2010 05 03基金项目:国家自然科学基金资助项目(51001032);广西自然科学基金项目(桂科基0731013,2010GXNSFD013006);广西大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室开放基金(GXK F J 14)通讯联系人:李伟洲(1975 ),男,广西北流人,广西大学副教授,博士;E m a i:l li w z2008@hot m ail co m 。
文章编号:1001 7445(2010)05 0865 07电弧离子镀Cr A lN 涂层的微观结构及力学性能研究李伟洲1,李月巧1,刘乐林2,梁天权1,胡治流1,唐 鹏1(1 广西大学材料科学与工程学院,广西南宁530004;2 南南铝业股份有限公司,广西南宁530031)摘要:C r A l N 涂层具有良好的综合性能,在合金刀具和模具的表面涂覆方面有广泛的应用前景,但其力学性能需要深入的研究。
采用电弧离子镀技术制备Cr A l N 涂层,通过扫描电镜和X 射线衍射分析涂层的微观组织结构,测试涂层的显微硬度和涂层与基体的界面结合强度。
结果表明,C r A l N 涂层含Cr N 和C r A l N 相。
涂层的表面形貌和致密性与制备时基体的负偏压和N 2/A r 气体流量比有关,基体负偏压和气体流量比升高,Cr A l N 涂层致密性提高,表面大颗粒减少。
涂层的硬度值和A l 含量随着气体流量比的增加而提高。
涂层/基体的界面结合强度值达65N 。
关键词:C r A l N 涂层;微观结构;力学性能;电弧离子镀中图分类号:TB43 文献标识码: A M icrostructures and mechanical properties of Cr A l Ncoati ngs deposited by arc i on plati ngLIW ei z hou 1,L I Yue q iao 1,LI U Yue lin 2,LI ANG T ian quan 1,HU Zh i liu 1,TANG Peng1(1.Co ll ege o fM ater i a l s Sc ience and Eng i neer i ng ,G uangx iU n i ve rsity ,N anni ng 530004,Ch i na ;2.A lnan A lu m i niu m Company LTD,N ann i ng 530031,Ch i na)Abst ract :Cr A l N coati n gs can be w ide l y used for the protection for t h e alloys o f cutting too ls or cast i n g dies H o w ever ,the m echan ica l properties need to be further investigated The Cr A l N coatingsw ere deposited by arc i o n plati n g (A I P)techn i q ue The coati n g m icrostr uctures w ere ana l y zed by scanning electron m icroscope (SE M )and X ray diffraction (XRD ) The m i c rohardness and adhe si v e strength o f the coati n gs on the substra te w ere m easured The results indicated t h at there are C r Nand Cr A l N phases in the C r A l N coati n gs The m icrostr uctures o f the C r A l N coati n g s are related to the substrate bias voltage and the N 2/A r gas fl o w ratios during A I P depositi o n I ncreasi n g the sub strate b ias vo ltage and the N 2/A r gas fl o w rati o s ,the Cr A l N coati n gs beca m e co m pact and the num ber o f surface m acroparticles decreased The A l contents and the m icrohardness of the coati n gs in creased w it h the aug m en ted N 2/A r gas fl o w rati o s The m ax i m um va l u e of i n terfac ial adhesi v e866广西大学学报:自然科学版第35卷streng th w as65N.K ey w ords:C r A l N coatings;m icrostr uctures;m echanical properties;arc i o n platingC r N涂层具有高硬度、低摩擦系数和较好的耐蚀性能,已经在合金刀具和成型模具的表面涂覆方面得到了十分广泛的研究和应用[1]。
电弧离子镀ti-cr-ce-n系涂层的制备及性能研究
．．．：奎三兰查兰王兰鎏圭主竺鲨兰Ａｂｓｔｒａｃｔ（ＴｉＣｒ）ＮｃｏａｔｉｎｇｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＣｒｃｏｎｔｅｎｔａｎｄ（ＴｉＣｒＣｅ）Ｎｃｏａｔｉｎｇｗｅｌ＇ｅｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆＷ６Ｍ０５Ｃｒ４Ｖ２ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄｓｔｅｅｌ（ＨＳＳ）ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｂｙａｄｊｕｓｆｉｎｇｃａｔｈｏｄｅａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｓｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｓｏｆＴｉ、ＣｒａｎｄＴｉ．Ｃｅａｌｌｏｙｗｉｔｈａｒｃｉｏｎｐｌａｔｉｎｇ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＣｒｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ（ｈａｒｄｎｅｓｓ，ａｄｈｅｓｉｏｎ）ａｎｄｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｘｉｄａｔｉｏｎ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ），ＥｎｅｒｇｙＤｉｓｐｅｒｓｉｖｅＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＥＤＳ），Ｘ－ＲａｙＤｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ），Ｍｉｃｒｏ－ｈａｒｄｎｅｓｓＴｅｓｔｅｒ，ＳｃｒａｔｃｈＴｅｓｔｅｒａｎｄＴｈｅｒｍａｌＡｎａｌｙｚｅｒ．ｎｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｆａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｃｅｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｌｌｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｘｉｄａｔｉｏｎ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗｅｒｅａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ．（ＴｉＣｒ）ＮｃｏａｔｉｎｇｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＱｃｏｎｔｅｎｔｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｄｅｐｏｓｉｔｅｄｂｙａｄｊｕｓｔｉｎｇｃａｔｈｏｄｅａｒｃｃｕｒｒｅｎｔｓｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｓｏｆ瓢ａｎｄＣｒｗｈｉｃｈＣａｎｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｓｂｙａｒｃｉｏｎｐｌａｔｉｎｇ。
等离子喷涂氧化锆涂层的组织结构及性能
等离子喷涂氧化锆涂层的组织结构及性能蒋雯（北京理工大学材料学院材料科学与工程专业，北京 100081）摘要：本文介绍了等离子喷涂工艺制备的氧化钇部分稳定氧化锆热障涂层的组织结构，将氧化锆微米涂层和纳米涂层的韧性进行了比较，简述了它在不同基体上的热冲击性能的差异。
关键词：氧化锆；涂层；韧性；热冲击性；热障涂层由于能有效保护汽轮发动机热端部件，改善发动机性能，提高燃油经济性，因而在发动机技术中获得了广泛应用。
在我国，纳米涂层材料的制备和应用研究已被列为国家“十五”期间材料领域重点研究方向之一［１］。
采用等离子喷涂工艺制备的氧化钇部分稳定氧化锆热障涂层(简称TBC)由于其具有成本低廉、重现性好等优点而获得了广泛的应用［２］。
本文介绍了等离子喷涂工艺制备的氧化钇部分稳定氧化锆热障涂层的组织结构以及其韧性和热冲击性能等内容，以便于了解掌握该涂层的相关知识。
1氧化锆涂层的组织结构[3]河南工程学院的李福群、郑州铁路职业技术学院的杨树森和北京理工大学的王富耻等人，研究了等离子喷涂纳米氧化锆功能梯度热障涂层组织结构。
他们选用L Yl2硬铝合金作为基材，以氧化钇部分氧化锆(简称YSZ)纳米粉末为原料，经团聚后采用美国Praxair公司的5500型大气等离子喷涂系统(SGl00型喷枪)制备氧化锆纳米涂层。
将制备好的涂层进行研究，发现氧化锆粉末为四方相和立方相的混合体，没有单斜相存在，离子喷涂前后，粉末并未发生明显的相变。
同时，从表层形貌可以看出，涂层中颗粒熔化比较完全，熔化的粉末颗粒在沉积时产生形变，平铺性好，涂层表面较为平坦。
但是由于YSZ粉末熔点较高，有些颗粒在喷涂过程中(如在锥形火焰边沿)尚未完全熔化即被喷出，同时，由于粉末颗粒的热导率低，热传导速率慢，在喷涂过程中导致大颗粒内部的部分小颗粒来不及熔化，因此涂层表面会存在一些未熔颗粒。
这就是涂层表面仍然存在一些生粉组织的原因。
另外等离子涂层是由一层层的熔融颗粒相互叠加沉积而成，在喷涂过程中熔融颗粒内部会不可避免地溶解一部分空气，熔融颗粒快速凝固的过程中，一部分气体会溢出涂层表面，因此在涂层表面还可观察到一些小孔隙。
MCrAlY_涂层的研究进展
第53卷第7期表面技术2024年4月SURFACE TECHNOLOGY·31·MCrAlY涂层的研究进展门引妮，李进，卢金文，徐研，郭阳阳*（西安瑞鑫科金属材料有限责任公司，西安 710016）摘要：随着发动机的服役温度日益升高，工作环境日益恶劣，涡轮叶片极易在高温环境中氧化，大大降低了叶片的使用寿命。
如何在低成本下制备保护性能好的高温防护涂层，是当前国内外研究的重点。
MCrAlY 包覆涂层可分为NiCrAlY涂层、CoCrAlY涂层和NiCoCrAlY涂层，这3类涂层的抗氧化性能和抗腐蚀性能较好，又有很好的塑韧性和抗热疲劳性能，因此可作为涂层或热障涂层的黏结层材料。
综述了涂层中主要元素（Al、Cr、Co、Y）、掺杂合金元素（Ta、Re、Si、Pt）、涂层制备工艺和预处理工艺对MCrAlY涂层性能的研究进展。
结果表明，可以通过调节MCrAlY涂层的成分来实现涂层性能的调控。
向MCrAlY涂层中掺入Si、Ta和Re等活性元素，可显著提高涂层的抗高温氧化性能，以进一步提高发动机的工作效率和满足高温的工作环境需求。
总结了采用细化涂层晶粒、掺杂纳米颗粒和制备梯度复合涂层等方法来提高MCrAlY 涂层的抗氧化性能和抗腐蚀性能的研究现状，对MCrAlY涂层的发展趋势进行了展望。
关键词：MCrAlY涂层；活性元素；制备工艺；抗氧化性能；抗腐蚀性能中图分类号：TG174 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)07-0031-09DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.07.003Research Progress of MCrAlY CoatingsMEN Yinni, LI Jin, LU Jinwen, XU Yan, GUO Yangyang*(Xi'an Rarealloys Co., Ltd., Xi'an 710016, China)ABSTRACT: With the rapid development of aerospace industry, the service temperature of the engine rises gradually, and the working environment gets worse. Turbine blades are easily oxidized in high temperature environment, which greatly reduces the service life of the blades. How to prepare high temperature protective coating with good protective performance at low cost is the focus of research in China and abroad, which is of great strategic significance to national defense security and national economic development. The work aims to present a comprehensive overview of research progress on MCrAlY coatings, which are widely used to protect substrates against oxidation and corrosion in high temperature environment. MCrAlY coating is subdivided into NiCrAlY coating, CoCrAlY coating and NiCoCrAlY coating. These three kinds of coatings have good oxidation resistance and corrosion resistance, as well as good plastic toughness and thermal fatigue resistance, so they can be used as bonding layer materials for coatings or thermal barrier coatings. The research progress on the properties of MCrAlY coating, such as the main elements (Al, Cr, Co, Y), the addition of alloy elements (Ta, Re, Si, Pt), the coating preparation process and the pretreatment process was reviewed. The results showed that different compositions and structures would affect the performance and application range of the coating. The control of coating properties could be realized by adjusting the composition of MCrAlY coating. The addition of alloy elements such as Si, Ta and Re into the MCrAlY coating could significantly improve the收稿日期：2023-04-16；修订日期：2023-09-07Received：2023-04-16；Revised：2023-09-07基金项目：陕西省2023年度秦创原引用高层次创新创业人才项目（QCYRCXM-2023-020）Fund：The 2023 Qin Chuangyuan Citation High-level Innovative and Entrepreneurial Talents Project of Shaanxi Province (QCYRCXM-2023-020)引文格式：门引妮, 李进, 卢金文, 等. MCrAlY涂层的研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(7): 31-39.MEN Yinni, LI Jin, LU Jinwen, et al. Research Progress of MCrAlY Coatings[J]. Surface Technology, 2024, 53(7): 31-39.*通信作者（Corresponding author）·32·表面技术 2024年4月high temperature oxidation resistance of the coating, which was critical for improving the working efficiency of the engine and met the requirements of high temperature working environment. The preparation process and process parameters of the coating would affect its quality and stability. Moreover, various methods were summarized to improve the oxidation resistance and corrosion resistance of MCrAlY coatings, including refining the coating grain size, doping with nanoparticles and preparing gradient composite coatings. By optimizing the coating structure (coating thickness, grain size distribution, etc.), its oxidation resistance and corrosion resistance could be improved. The introduction of nanoparticles into the coating could improve its mechanical properties and spalling resistance. The development trend of MCrAlY coatings was prospected. In conclusion, MCrAlY coatings have exhibited excellent high temperature oxidation and corrosion resistance, making them suitable for harsh working environment. The properties of MCrAlY coatings can be controlled by adjusting their composition and utilizing advanced preparation and pretreatment processes. At present, due to the deterioration of the use environment, higher requirements are put forward for the use temperature of the coating, and the density and porosity of the coating need to be improved by one step. The future development direction of MCrAlY coating includes improving high temperature stability and mechanical properties, developing new coating materials, studying the preparation process and process parameters of coating, exploring its application in new fields, improving the precision control and consistency of coating, exploring the multifunctional application of coating, developing new coating preparation technology and promoting the digital design, prediction and simulation of coating. These directions will bring more opportunities and challenges to the application and development of MCrAlY coatings.KEY WORDS: MCrAlY coating; active element; preparation process; oxidation resistance; corrosion resistance发动机防护涂层到目前已经历了4个发展阶段：第一阶段为简单铝化物涂层；第二阶段为改性铝化物涂层；第三阶段为MCrAlY（M=Co、Ni或NiCo）包覆涂层；第四阶段为热障涂层（TBCs），如图1所示，底层为MCrAlY黏结层，表层为氧化钇、氧化镁或氧化钙稳定的氧化锆陶瓷涂层[1-2]。
电弧离子镀NiCoCrAlY涂层的透射电镜研究
电弧离子镀NiC oCrAl Y涂层的透射电镜研究陈康敏1 关庆丰13 潘 励1 孙 超2 王启民2 闻立时2(11江苏大学材料科学与工程学院 镇江 212013;21中国科学院金属研究所材料表面工程研究部 沈阳 110016)Microstructures of NiCoCrAlY Coating Deposited by Arc IonPlating-a Transmission E lectron Microscopy StudyChen K angmin1,G uan Qing feng13,Pan Li1,Sun Chao2,Wang Qimin2,Wen Lishi2(11School o f Material Science and Engineering,Jiangsu Univer sity,Zhenjiang212013,China;21Division o f Sur face Engineering o f Materials,Institute o f Metal Research,The Chinese Academy o f Science,Shenyang110016) Abstract The microstructure of NiC oCrAlY coating,deposited by arc ion plating(AIP)on DS M11alloy substrates, were characterized with transmission electron microscopy(TE M).The results show that AIP deposition results in precipi2 tation of high density of dispersiveγ2phased grains from theγ′2phased grains in the substrate.The orientations of both the γand theγ′phased grains were found to be identical.High density of stacking defaults,existing in theγ′2phased grains, indicate the low stress at the interface of the coating and the substrate.The vacuum annealing strongly affects the mi2 crostructures of the coating.A fter annealing,the coating becomes m ore com pact with larger grains,s ome twin2crystal grains,and precipitation ofβ2NiAl and/or C oAl at the grain boundaries. K eyw ords NiC oCrAlY coating,Arc ion plating,Microstructure,TE M 摘要 采用透射电镜技术对电弧离子镀制备的NiC oCrAlY涂层的微观组织结构进行了研究,结果表明,电弧离子镀沉积后,在DS M11高温合金基体γ′相中析出大量的弥散纳米γ相颗粒,析出的γ相与γ′相取向相同。
电弧离子镀TiCrN涂层的制备与性能研究
电弧离子镀（Ti ，Cr ）N 涂层的制备与性能研究徐向荣，黄拿灿，卢国辉，杨少敏（广东工业大学材料与能源学院，广东广州 510643）摘要：采用电弧离子镀膜机，通过调节Ti 靶和Cr 靶的阴极弧电流，在W6Mo5Cr4V2高速钢基体上制备了（Ti 1-!Cr !）N 涂层，并对其组织结构和性能进行了研究。
结果表明，该涂层具有较高的显微硬度，而且随Cr 含量的增加，硬度值先增大后减小；涂层具有较高的膜基结合力；Cr 的引入不仅有利于提高膜基结合力，对（Ti ，Cr ）N 涂层的抗氧化性也有好处，在700C 时具有很好的抗氧化性。
关键词：电弧离子镀；（Ti ，Cr ）N 涂层；组织和性能；抗氧化中图分类号：TGl74.444 文献标识码：A 文章编号：0254-605l （2005）07-0040-04Research on Properties of （Ti ，Cr ）N Coatings Prepared by Arc Ion PlatingXU Xiang-rong ，HUANG Na-can ，LU Guo-hui ，YANG Shao-min（FacuIty of MateriaI and Energy ，Guangdong University of TechnoIogy ，Guangzhou Guangdong 510643，China ）Abstract ：（Ti 1-!Cr !）N coatings were deposited on W6Mo5Cr4V2high-speed steeI by adjusting cathode arc currents of the targets of Ti and Cr with arc ion pIating machine.The microstructure and properties of the coatings were studied.The resuIts show that the coatings possess high microhardness which first increases and then decreases with the increase of the Cr content and the coatings have high adhesion between the fiIm and matrix ；the introduction of Cr improves both the ad-hesion and the oxidation resistance of the （Ti ，Cr ）N coatings and the oxidation resistance at 700C is exceIIent.Key words ：arc ion pIating ；（Ti ，Cr ）N coating ；microstructure and properties ；oxidation resistance作者简介：徐向荣（1979.04—），男，江西人，硕士生，主要从事材料表面工程的研究。
电弧喷涂纳米结构涂层的组织与磨损性能
电弧喷涂纳米结构涂层的组织与磨损性能电弧喷涂技术是一种常见的表面涂层技术，其可以制备出纳米结构涂层，这种涂层具有良好的机械性能和化学稳定性。
在使用电弧喷涂制备纳米结构涂层的过程中，通过调整工艺参数，可以得到不同的涂层微观结构和物理性能。
本文介绍了电弧喷涂纳米结构涂层的制备工艺及其组织特征，同时对涂层的磨损性能进行了研究，得到了以下结论。
首先，通过电弧喷涂制备的纳米结构涂层具有良好的结晶性和致密性，其组织特征主要包括晶粒尺寸、相组成和相间界等方面。
随着电弧喷涂参数的调整，涂层的组织特征也会有所变化，例如，较低的喷涂速度和较高的沉积温度可以得到更小的晶粒尺寸和更细致的相间界。
其次，涂层的磨损性能受到涂层微观结构和外部条件的影响。
通过深入研究不同电弧喷涂纳米结构涂层的磨损性能，发现涂层的硬度、弹性模量、断裂韧性等一系列因素对其磨损性能均有影响。
其中，硬度是影响磨损性能最为重要的因素之一。
此外，还发现在一定的负载条件下，涂层的磨损行为呈现出非线性的特征，即初期的磨损速率较高，之后逐渐减缓。
在实际应用中，如何进一步提高涂层的磨损性能是一个不断探索和研究的课题。
基于对电弧喷涂纳米结构涂层组织特征和磨损性能的研究，可以采取一系列措施，例如优化工艺参数、改善涂层微观结构、采用复合涂层等方式，以期在多种外部条件下实现更好的磨损性能。
综上所述，电弧喷涂纳米结构涂层制备、组织和磨损性能等方面的研究将为涂层应用领域的发展提供有力支撑，有望为行业提供更加优质的涂层产品和技术服务。
在电弧喷涂纳米结构涂层的研究中，涂层的磨损性能是一个非常关键的研究方向。
在实际应用中，材料表面磨损是不可避免的，如何有效降低磨损程度，延长材料的使用寿命，是一个重要的应用要求。
电弧喷涂纳米结构涂层具有较高的硬度和良好的化学稳定性，因此，具有良好的抗磨损性能。
但是，在不同工作环境下，其磨损机制和磨损规律也会有所不同。
在涂层磨损研究中，通常采用多种磨损测试方法，如滑动磨损、磨料磨损、冲蚀磨损等进行试验，以探究涂层的磨损特性和磨损机制。
低压等离子和超音速火焰喷涂NiCoCrAlYTa层的结构和性能
1试验
［收稿日期］ 2010 － 08 － 19 ［通信作者］ 邓春明（ 1976 － ） ，博士，高级工程师，主要从
事热喷涂研究，电话： 020 － 37239022，E -mail： denghans@ 126． com
氧气 流 量 850 L / min，煤 油 流 量 0． 18 L / min，喷 距 220 LT -HVOF
mm，燃烧室压强 1． 35 MPa，水流量 0． 13 L / min
1． 3 测试分析 采用 D / Max -RC 型 X 射线衍射仪（ XRD） 分析粉末
和涂层的相结构。采用带能谱仪（ EDS） 的 JL SM5910 扫描电镜（ SEM） 观察涂层形貌。按照 ASTM C633 标 准，采用 JDL -50KN 电子拉伸仪测量涂层的结合强度， 试样尺寸为 25． 4 mm × 4． 0 mm。采用 TC600 型氧氮 分析仪测量粉末和涂层的含氧量。用视场法测定涂层 的孔隙率： 利用 LEICA DMIMR 金相显微镜的相分析软 件测试 SEM 照片中涂层孔隙率。
表 3 4 种工艺制备的涂层的基本性能
涂层
η（ 孔隙） /%
σ（ 结合） / MPa
w（ 氧） /%
HVAF
1． 0
76． 2（ 胶断）
－
HVOF
0． 7
81． 2（ 胶断）
1． 06
LPPS
1． 2
73． 2
0． 38
LT -HVOF
0． 5
80． 4（ 胶断）
0． 42
3 结论
电弧离子镀(Ti,Cr)N硬质薄膜的成分、结构与硬度
摘 要 ： Ｂ ｌ 型电弧 离子镀 设备在高速钢表 面沉积合成（ ｉ ｒＮ硬 质薄膜 ， 用 ｕｔ ａ６ Ｔ， ） Ｃ 通过改变分
离 靶 弧 电流 的配 置 来 调 节 薄膜 成 分 ， 制取 了 ＝ ０ ６ ． ２～ ０ ８ ． ３的 （ ｉ ｒ一 ） 薄 膜 ； 察 了薄 Ｔ ｌ Ｎ Ｃ 考
水
子 尺 寸等元 素周 期 律 中的基 本 性 质及 其 氮化 物生 成 自由能 的基本 参 数 进 行 讨 论 ， 以明 确两 种 元 素
各 自在薄膜 相结 构 形成 和 材料 硬 化 中的 作用 ． 图 １ 电弧 离 子 镀 合 成 （ ｒ一 ） 薄 膜 设 Ｔｉ 。 Ｎ Ｃ
文 章 编 号 ：１ ０ — ６ ８ ２ ０ ） ５ ０ ５ — ５ ０ ０ ８ ０ （ ０ ２ ０ — ５ ５ ０
电弧离子镀（ ｉＣ ） Ｔ ，ｒＮ硬质薄膜的成分、 结构与硬度
陈 军 ， 林 国 强 陈 静 韦 江 王 富 岗 ， ， ，
（１ ．大 连 理 工 大 学 三束 材 料 改 性 国 家 重 点 实验 室 ，辽 宁 大连 １ ６ ２ ； １ ０ ４ ２ ．大连 机 车 车 辆 厂 ， 宁 大连 ｌ １ 辽 １ ０ ６ ２）
一
个靶 材 电弧蒸 发 的弧 电 流 （ 表不 同的蒸 发速 度 ） 代
的调 节 ， 可实 现 （ ｒ一 ） 薄膜 中的 的控 制 ， Ｔｉ 。 Ｎ Ｃ
真 空 系 统
｜
［
．
本 文采 用在 硬质 薄 膜合 成 技术 中应用 最 为广 泛 的 电 弧 离 子 镀 方 法 ， 分 离 靶 弧 电 流 调 控 技 用 术Ｌ ２ 行 薄 膜 成 分 的 调 节 ，制 取 多 种 成 分 的 进 （ ｒ－ ） 薄膜 ； 薄 膜 的 成 分 、 构 与硬 度 间 Ｔｉ ｌＪ Ｎ Ｃ ： 对 结 的相互 关 系进 行 考察 ； 与 Ｔｉ 薄 膜 对 比的基 础 在 Ｎ 上 ， 究 Ｃｒ Ｔｉ 基 硬 质 薄 膜 中 的合 金 强 化 作 研 在 Ｎ 用 ； 合 ＴｉＣ 结 、 ｒ的原子 核 外 电子 构 型 、 电负 性 、 原
电弧喷涂NiAl涂层摩擦磨损性能研究
从而 在基 体 表 面 的涂 层 中 形 成 了 Ｎ３ｌ ＮＡ 。 ｉ 和 ｉ１ Ａ
图 １ 磨 损 试 验原 理 图
５ ８ ２１ ０ ２年 第 ５期
反应 同时放 出 大量 的热 ， 种 热 量 是 镍 铝 复 合 丝 材 具 这
锷 搞 生产应用
表 ３ 两种 涂层 显微 硬 度 统 计 表 ＨＶ０ ２ ．
２ ２ 涂层 滑 动摩 擦系数 ． ２ ２ １ 试验 参数 研究 ．． 利用 立式 万 能试验 机 测试 两 种 涂 层 的滑 动 摩擦 系
的摩擦 磨损 试验 机 进行 摩擦 磨 损 试 验 。磨 损过 程 为 接
触 式往 复 滑动 ， 理 如 图 １所 示 。试样 尺 寸 为 ３ ０ ｍ 原 ０ ｍ ×１０ ｍｍ ×６ ｍ 摩 擦 配 副 为 ６ ｍ 的 冷 轧 Ａ Ｔ ５ ｍ， ３ｍ ＳＭ Ａ ２ Ｃａｓ ２ ９ ｌ ２弹簧钢 丝 （ 度 Ｈ ４ ０ ， 向压 力 为 １３ ８ ｓ 硬 Ｖ ３ ）法 ３ ． Ｎ－ ． ８Ｎ， Ｉ ９ 滑动速 度 为 ２ ／ ， 复位移 幅值 为 ２ ５ － ０ ５ｍｍ ｓ往 ２ ｍｍ， 试验 温度 为 室温 。两种 涂 层分 别 进 行 ２ ，０ １０， ５ ５ ，０ ２ ０ ３ ０ ４ ０ 和 ５ ０ 次 循 环 的 磨 损 ， 验 后 采 用 ０ ，０ ，０ ０ 试
对 基体进 行 丙酮 清洗 和喷砂 处 理 ， 砂粒 为 ４ ５ ｍ 的 白 １ 刚 玉 ， 砂压 力 为 ０ ４ ＭＰ ， 喷 ． ａ 喷砂 时间 ２ 。 ０Ｓ
１ ３ 试 验方 法 ．
利用 Ｑ ａ ｔ Ｆ Ｇ ２ ０型扫描 电子 显微 镜 进行 涂 层 ｕｎａ Ｅ ５ 显微 组织 观察 ； 用 Ｈ Ｓ一１０ 利 Ｖ ０ ０型显 微 硬 度 仪 测 量 涂 层 的显微 硬 度 ， 荷 为 ４ ９Ｎ， 载 ． 加载 时 间为 ２ ； ０Ｓ 利用 Ｄ ８
电弧离子镀氮化铬涂层的高温氧化
电弧离子镀氮化铬涂层的高温氧化第36卷增刊22007年8月稀有金属材料与工程RAREMETALMA TERIAI,SANDENGINEERINGV o1.36,Supp1.2Augu~2007电弧离子镀氮化铬涂层的高温氧化李明升,冯长杰2,王福会2(1.江西科技师范学院江西省材料表面工程重点实验室,江西南昌330013)(2.中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室,辽宁沈阳110016)摘要:利用电弧离子镀设备在1Crl1Ni2W2MoV不锈钢基体上沉积了CrN涂层,对涂层的抗氧化性能进行了研究.结果表明,CrN氧化生成Cr203,氧化反应激活能小于cr和crzN的氧化反应激活能,具有低的氧化速率常数,抗氧化性能良好.氧化过程中发生CrN向Cr2N的相转变,涂层中大的压应力的存在对这一转变起了关键作用.关键词:电弧离子镀;氮化铬涂层;高温氧化中图法分类号:TQ153.2文献标识码:A文章编号:1002—185X(2007)$2—699—04 1引言由于氮化铬具有高的硬度和良好的抗氧化性能,因此,它是最有希望的氮化钛涂层替代材料之一….氮化铬涂层通常以离子束辅助沉积【2】,反应磁控溅射[3】及电弧离子镀[41等物理气相沉积(PVD)技术及化学气相沉积(CVD),o】技术制备.随沉积技术的不同和工艺参数的不同,氮化铬的化学组成可以是beeCr,he一Cr2N或fccCrN的单相膜,也可以是C一Cr2N或.Cr2N/CrN等复相膜[.当氮化铬作为航空发动机压气机叶片的防护涂层或者作为高速切削,高温切削刀具硬质防护涂层时,涂层本身良好的高温抗氧化性能是最基本的使役要求.本研究采用双极脉冲偏压电弧离子镀技术,通过优化的沉积工艺,在航空发动机压气机叶片用1Crl1Ni2W2MoV不锈钢上沉积了单相CrN涂层,研究了该涂层的抗氧化性能.2实验方法基体材料选用1Crl1Ni2W2MoV马氏体热强不锈钢,由抚顺特钢生产,名义成分(质量分数,下同)如下:C;0.1-0.16,Cr:10.5～12,Ni:1.4～1.8,W:1.5～2,Mo:0.35-0.5,V:0.18-0.30,Mn:0.6,Si:0.6,S:0.02及P:0.03.将材料切成15mm×10mm×2mm的片状试样,经过机械预磨,抛光和化学试剂(丙酮及精)超声清洗等预处理过程.在氮化铬涂层沉积之前,以Ar等离子体对基片进行离子轰击,进一步清除表面的氧化物及其它污物,提高涂层和基体之间的结合强度.靶材为纯度99.99%的高纯铬.优化的沉积参数如下:沉积温度400℃,(N2+Ar)总压力为2.0Pa,N2分压1Pa,电弧电压20V,电弧电流60A, 基体偏压峰值～600V,频率20kHz,占空~L30%,靶/基距20cm,沉积时间60min.涂层厚度约约6岬.恒温氧化实验在热重分析仪中进行,自动记录氧化温度,时间和重量变化.实验温度分别为700℃, 800℃和900℃.表面和截面形貌在带能谱的扫描电镜(SEM/EDS)上获得,x射线衍射谱是在D/MAX.RA 型x射线衍射谱仪上测得.3结果和讨论图1为CrN在700℃,800℃,和900℃下的氧化动力学曲线,随温度升高,氧化速率有较大增加.吕∞吕∞d—U器Time/h图1CrN涂层在静态空气中的氧化动力学Fig.1OxidationkineticsofCrNcomingsinair图2为CrN在不同温度下氧化10h后的表面SEM收稿日期:2007.02.28基金项目:国家自然科学基金项目(59971052)及江西省自然科学基金项目(0650034)资助作者简介:李明升,男,1971年生,博士,教授,江西科技师范学院江西省材料表面工程重点实验室,江西南昌33001,电话:0791—3801423,E—mail:*************700稀有金属材料与工程第36卷照片.由图2可知,氧化10h后,700℃下的样品表面轻微氧化,熔滴氧化相对严重一些,800℃下的样品形成明显氧化物晶粒,局部分布着长大的氧化物晶粒,900℃下的样品表面形成较均匀结晶更明显的氧化物.图2CrN在不同温度下氧化10h后的表面形貌Fig.2SurfacemOrphOl0giesofCrNOxidizedatdifferenttemperaturef.0rlOh:(a)700℃,(b)800℃and(c)900℃图3为CrN在不同温度下氧化10h后的截面形貌.由图3可知,700℃下表面氧化层并不明显,800℃下形成的氧化层很薄,局部有突起的氧化物,与表面形貌有很好的对应,900℃下的样品表面形成厚约1p,m的连续的氧化层.另外900℃的高温已经引起了不锈钢和涂层之间明显的互扩散,涂层和基体之间形成了厚约1p,m扩散层.为简单起见,假定氧化速率方程符合抛物线规律,由图1通过拟合,CrN在700℃,800℃,900℃下的氧化速率常数分别为3.27~10mg2.cm-4.h～,1.8x104 mg2.cm-4.h.和1.25~10.mg2.cm4.h～.根据A~henius方程:=Axexp(-E~/R图4以logkp对1/T作图近似得到一直线,直线斜率为一0.88723×10,即.E.3D3:一0.88723x10,本实验的CrN氧化的反应激活能为170El/mol,该值小于cr及Cr2N氧化的激活能(10,11],从图4中可以看出, cr和CrN具有相近的激活能.本实验CrN氧化的激活能和Lee等[1】的结果相比相差不大,但氧化速率常数更低,值得注意的是Lee等人所制备的涂层由CrN和Cr2N两相组成,根据已有的报道,CrzN的氧化速率常数要大于CrN,而本实验所用涂层为单相CrN涂层.所制备的CrN具有更低的氧化速率常数,表明其具有更好的抗氧化性能.图3在CrN不同温度下氧化10h后的截面形貌Fig.3CrosssectionmorphologiesofCrNoxidizedatdifferent temperaturefor10h:(a)700℃,(b)800℃and(c)900℃图5为不同温度下CrN氧化10h后的X射线衍射图谱.由图5可知,氧化产物为Cr2O3,随温度升高CrzO,衍射峰强度增加,说明氧化更趋严重.氧化后出现Cr2N,而且随温度升高Cr2N含量增加.CrN氧化的反应方程式为:增刊2李明升等:电弧离子镀氮化铬涂层的高温氧化?701? 2CrN+3/202=Cr203+N2(2)其反应自由能为:G(kJlmo1)=G"+RTln[(PN,)/(尸0,)】=(一883.4+0.101x+RTIn[(eN,)/(尸0,)】(3)G0为一很大的负值,而且随温度升高进一步降低.在平衡态,700℃下1ogt(PN2)/(尸0^)】为28,900℃下log[(PN)/(Po,)】为34,在实验条件下,反应自由能G远小于平衡态的值,CrN能够被氧化为Cr2O3.7y℃10.T'/K'图4抛物线速率常数随温度的变化Fig.4Thetemperaturedependenceoftheparabolicrateconstants 若'晶口量20/(.)图5CrN涂层在静态空气中的氧化后的XRD图谱Fig.5XRDpatternsofCrNcoatingsafteroxidationinair生成Cr2N反应方程式为:2CrN=Cr2N+1/2N2(4)G=G.+RTIn(PN:)"=(127.60—0.0994xT)+RTIn(PN.)"(5)由于在CrN反应形成Cr2O3或Cr2N过程中都有N2生成,N要通过生成物向外扩散,反应前沿的分压应大于10Pa.若以10Pa计,温度低于1010℃时,反应自由能大于0,反应不能向右进行.以上分析没有考虑反应前后固态物质的体积变化,在一般情况下,这种体积变化是可以忽略的.而对于PVD技术沉积的氮化物涂层,文献【13～15]报道存在高达.0.9GPa~.10 GPa的压应力,由于CrN密度小于Cr2N的密度,CrN向CrN转变使体积减小,过程自由能为负值.=W=PA V(6)若以一10GPa计,体积变化引起的过程自由能变化为--33.23kJ/mol.压应力作用下反应(4)的自由能变化为(5)式和(6)式的和.G+Gv=G.+lfl(尸N:)"+PA V=(127.60-0.0994xT)+RTIn(PN.)"33.23(7)由(7)式求得,温度高于679℃时,CrN可以转变为CrN.涂层中大的压应力的存在对相转变起了关键作用.温度的升高有两方面的作用,热力学上使反应驱动力增加,动力学上提高质点扩散速率,因此随温度升高,生成Cr2N增加.4结论CrN氧化生成Cr203,氧化反应激活能小于Cr和CrN的氧化反应激活能,具有低的氧化速率常数,抗氧化性能良好.氧化过程中发生CrN向Cr2N的相转变,涂层中大的压应力对这一转变起了关键作用.参考文献References[1】WenLishi(闻立时),HuangRongfan(黄荣芳).V acuum(真空) [J】,2000,1:1[2】EnsingerWandWolfGK.MaterialsScienceandEngineering [J],1989,l16:1[3】LeeDB,JangYD,MyungHSeta1.ThinSolidFilms[J], 2006,506-507:369[4】LiMingsheng,FengChangjie,WangFuhui.Transactionsof NonferrousMetalsSocietyofChina[J],2006,16:s276[5】DasguptaArup,PremkumarPAntonyeta1.Surfaceand CoatingsTechnology[J],2006,201:1401[6】IchimuraHandKawanaA.JournalofMaterialsResearch[J], 1994,9:151[7】HurkmansA,LewisDB,MflnzWD.SurfaceEngineering[J], 2003,19:205[8】LixZ,ZhangJ,SellmyerDJ.JournalofApplied CrystallographyfJ],2004,37:10l0[9】HonesP,MartinN,RegulaM.JournalofPicsD[J],2003,36:1023[10】OkaforICI,ReddyRGJournalofMetals[J],1999,51:35[1l】MayrhoferPH,WillmannH,MittererC.Surfaceand CoatingTechnology[J],2001,146/147:222O0044.Q.∞m).一稀有金属材料与工程第36卷【12]LeeDB,LeeYC,KwonSC.SurfaceandCoatingTechnology[J],2001,141:227【13】SueJA,PerryAJ,V etterJ.SurfaceandCoatingTechnology[J],1994,68/69:126【14】OdenM,EricssonC,HakanssonGeta1.SurfaceandCoatingTechnology[J],1999,114:39【15]CunhaL,AndritschkyM,PischowKetaLThmSolidFilms[J],1999,355/356:465 EffectsofTitaniumAluminumNitrideCoatingsontheMechanicalPerformanceofSteel1CrllNi2W2MOVLiMingsheng,-,FengChangjie,WangFuhui(1.JiangxiKeyLaboratoryForSurfaceEngineering,JiangxiNormalUniversityofSciencea ndTechnology,Nanchang330013,China)(2.StateKeyLaboratoryforCorrosion&Protection,InstituteofMetalResearch,Chine seAcademyofSciences,Shenyang110016,China)Abstract:Owingtotheexcellentmechanicalpropeayandoxidation—resistance,chromiumnitridecoatingisconsideredtheoneofthe alternativeoftitaniumnitride.Inthisstudychromiumnitridecoatingwasdepositedonawrou ghtmartensitesteel1Crl1Ni2W2MoVby arcionplatingsystemwithoptimalprocessingparametersandtheoxidation-resistanceofthe coatingwasinvestigated.Itwasshownthat theCrNcoatingshowedexcellentoxidation-resistanceandCr2Nwasformedduringtheoxid ationprocessduetotheexistenceofcompressivestressinthecoating.?Keywords:chromiumnitridecoating;oxidation-resistance;arcionplating Biography:LiMingsheng,Ph.D.,Professor,JiangxiKeyLaboratoryforSurfaceEngineerin g,JiangxiNormalUniversityofScienceandTechnology,Nanchang330013,P.R.China,Tel:0086-791-3801423,E—mail:*************。
多弧离子镀NiCrAlY涂层对_TiAl氧化行为的影响
［49 ］
1
1． 1
试验材料与方法
涂层制备
基体 材 料 为 γ -TiAl 合 金， 名 义 成 分 为 Ti 50Al ( 原 子 数 分 数 / % ) 。 根 据 试 验 需 要 将 γ TiAl 基体加工成 15 mm × 10 mm × 2 mm 的 片状 试样， 并在试样 一 端 钻 一 个 直 径 为 1 mm 的 圆 形 小孔， 用于沉积涂 层 时 固 定 试 样。 试 样 表 面 经 砂 纸打磨倒角并在丙酮溶液中用超声波清洗10 min 左右后吹干备用。 采用 DH -4 型多弧离子 镀 设 备 制 备 NiCrAlY 涂层。NiCrAlY 合 金 靶 材 采 用 真 空 感 应炉 熔 炼， 名 义成分为 Ni -27Cr -11Al -0． 5Y( 质量分数 / % ) 。 2 涂层制备过程如下: 待工作室气压低于 1． 0 × 10 Pa 后通入 Ar 气， 采 用 － 900 V、 占 空 比 为 15% 的 脉冲负偏压对样品表面进行离子轰击清洗3 min， 目的是清除样品表面 污物， 提高 涂 层 与 基 体 间的
0． 0954 mg2 ·cm -4 ·h -1 ( 图 3［16］中点 ) 。该氧化速 Ⅰ 率不仅大于 Al2 O3 膜的生长速率， 亦高于早期溅射
［ 17 ］ 2 4 1 涂层的试验结果 ( k p = 0． 0415 mg ·cm · h ， ) 。样 品 宏 观观 察 显 示， 图 3 中点Ⅱ 片状 试 样 的 上
电弧离子镀nicralysi涂层抗高温氧化行为
电弧离子镀nicralysi涂层抗高温氧化行为高温氧化的抗性已经成为各种金属材料用于特殊高温行业的重要指标。
传统的防腐涂层效果不佳，因此，能够有效抵御氧化腐蚀的表面涂层是金属构件在高温环境中耐久可靠的重要技术手段。
电弧离子束镀nicralysi技术（IBS）是一种新型表面涂层技术，具有优异的抗腐蚀表面性能，可在高温下达到良好的抗氧化效果。
电弧离子束镀nicralysi技术是一种利用电弧离子束技术对金属材料表面形成密封保护膜的表面涂层技术。
而且，由于表面粗糙度较小，能够有效降低表面粘度，提高涂层紧固性。
使用该技术可以在金属表面形成一层致密的抗氧化膜，可以抵御各种高温氧化腐蚀。
此外，这种涂层还具有良好的耐磨性和热稳定性。
电弧离子束镀nicralysi技术在高温抗氧化性能方面具有显著优势。
实验表明，在800℃-1100℃条件下，nicralysi涂层的耐氧化性能优于传统热镀锌和热浸锌涂层，且自重面系数较低，可以更好地抵御高温氧化环境，形成一层致密、柔韧的氧化膜，从而减少钢铁件的磨损，降低维修成本。
此外，由于nicralysi抗高温氧化涂层具有良好的抗腐蚀性能和热稳定性，因此也可以用于船舶、设备、石油装备、炼钢、建筑和汽车行业等多种领域，在抗腐蚀和耐用方面取得了良好的效果。
综上所述，电弧离子束镀nicralysi技术可以在高温环境中提供优异的抗氧化性能，为金属的抗腐蚀和耐用性提供了有力的支持。
Nicralysi技术的发展和推广有助于改善金属表面涂层的性能，为高
温环境下的防腐和耐用带来更多的便利。
电弧离子镀NiCrAlY涂层在900℃的高温氧化行为
电弧离子镀NiCrAlY涂层在900℃的高温氧化行为卢旭东;陈涛;李光瑞;郭策安;郝清伟【摘要】Effects of NiCrAIY coating prepared by arc ion plating on high temperature oxidation characteristic of nickel-base single crystal superalloy were investigated by microstructure observation and testing of oxidation kinetic curves of nickel-base single crystal superalloy with and without NiCrAIY coating at 900 ℃. Results showed that obvious oxidation, internal oxidation and internal nitridation could be observed for the superalloy without NiCrAIY coating, and the oxide on the surface was comprised of Al2 O3 and Cr2 O3. Oxidation resistance could be effectively improved for the nickel-base single crystal superalloy with NiCrAIY coating on its surface. The kinetic curve tested at 900 ℃ obeyed the parabolic rate law and no A12O3 films spalling could be detected on the coating surface.%通过对镍基单晶合金和NiCrAlY涂层进行在900℃的氧化动力学曲线测定及组织形貌观察,研究了电弧离子镀NiCrAlY涂层对镍基单晶合金高温氧化行为的影响.结果表明,在高温氧化期间,镍基单晶合金发生明显的氧化、内氧化和内氮化,在表层为Al2 O3、Cr2O3的混合氧化物；镍基单晶合金经电弧离子镀NiCrAlY涂层,可有效改善合金的抗氧化性能；涂层在900℃氧化动力学质量增加曲线遵循抛物线规律,其形成的Al2O3氧化膜氧化期间不发生明显的剥落.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2013(035)003【总页数】4页(P1-4)【关键词】镍基单晶合金;NiCrAlY涂层;高温氧化【作者】卢旭东;陈涛;李光瑞;郭策安;郝清伟【作者单位】沈阳理工大学装备工程学院,辽宁沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】TG132.32引言镍基合金、特别是镍基单晶合金具有优越的高温力学及抗蠕变性能，已被广泛应用于航空、航天、舰船及动力发电等领域，用以制备先进航空发动机、地面燃气发动机叶片等部件，可较大提高发动机的容量和热效率，因而，被广大研究者所关注［1-2］。
NiCrAlY涂层抗氧化性及氧化过程中的微观结构演变
NiCrAlY涂层抗氧化性及氧化过程中的微观结构演变张新格;邓畅光;邓春明;裴和中【摘要】采用低压等离子喷涂技术在镍基铸造高温合金K438基体上制备NiCrAlY涂层,研究涂层和基体在950℃下恒温氧化100h的氧化动力学规律.采用SEM、EDS和XRD等检测涂层和基体经不同时间氧化后的微观结构演变和元素分布.结果显示:涂层氧化增重缓慢,氧化动力学曲线符合抛物线规律,l00h后表面形成一层厚度1.5μ,m左右致密Al2O3保护膜;基体开始时氧化增重迅速,60h之后发生破坏性氧化,基体开始迅速失重.EDS分析显示:元素在涂层氧化过程中发生缓慢扩散,扩散距离达到90μm,涂层的结构更加致密.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2015(035)005【总页数】6页(P21-26)【关键词】低压等离子喷涂;NiCrAlY涂层;高温氧化;元素分布;结构演变【作者】张新格;邓畅光;邓春明;裴和中【作者单位】昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650000;广州有色金属研究院新材料研究所,广州510651;广东省现代表面工程技术重点实验室,广州510651;广州有色金属研究院新材料研究所,广州510651;广东省现代表面工程技术重点实验室,广州510651;广州有色金属研究院新材料研究所,广州510651;广东省现代表面工程技术重点实验室,广州510651;昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650000【正文语种】中文【中图分类】TG146.1+5K438镍基铸造高温合金具有优良的高温防护性能,广泛应用于舰船及地面重型燃气轮机［1,2］的长寿命涡轮工作叶片和导向叶片以及航空发动机的涡轮零件等热端部件。
为了提高燃气轮机热端部件的使用寿命,保证燃气轮机长期稳定运行,一般都要使用高温防护涂层［3～7］。
MCrAlY高温防护涂层具有优良的抗氧化及抗热腐蚀性能［8～10］,已广泛应用于燃气轮机的热端部件。
涂层的抗高温氧化性能是涂层高温防护领域最重要、最基本的研究内容之一.目前对于涂层抗氧化性能的研究,主要集中于氧化膜的生成、演变和对基体的保护作用,对于涂层和基体界面的显微结构演变及元素扩散［11,12］行为研究较少,有待进一步完善。