單晶高溫合金鉑改性鋁化物涂層的高溫氧化行為

戴建偉， 易 軍， 王占考， 王 凱， 許振華， 何利民

(1.北京航空材料研究院,北京100095；2.總參陸航部裝備發展辦公室,北京 100083)

單晶高溫合金鉑改性鋁化物涂層的高溫氧化行為

戴建偉1， 易 軍2， 王占考1， 王 凱1， 許振華1， 何利民1

(1.北京航空材料研究院,北京100095；2.總參陸航部裝備發展辦公室,北京 100083)

采用化學氣相沉積(CVD)方法在單晶高溫合金基體上分別制備了單一鋁化物和鉑改性鋁化物涂層,研究了1050℃下兩種涂層在空氣中的高溫氧化行為。采用X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)等方法分析了鋁化物涂層在氧化過程中相成分和顯微組織的演變規律,結果表明：經1050℃氧化250h后,兩種涂層的氧化動力學曲線均符合拋物線演變規律,Pt-A l涂層的抗氧化性能相對于單一Al涂層提高了2倍以上；涂層主要由β、γ′和α-Al2O3三種物相組成；隨著氧化時間的延長,兩種涂層表面均出現了氧化膜的脫落現象,但Pt-Al涂層表面氧化膜的脫落面積較小；涂層中相變過程的產生、γ′相貫穿整個涂層和混合氧化物層過早形成是導致鋁化物涂層氧化剝落失效的主要原因。Pt元素的加入既可減緩β→γ′的相變速率,又可有效阻擋基體中難熔金屬元素的外擴散行為,保證了高質量α-Al2O3保護膜的生成。

鉑改性鋁化物涂層；化學氣相沉積；氧化；相變；氧化膜

隨著航空技術的不斷發展,對材料性能的要求也越來越高,要提高飛機的飛行速度、高度及續航能力,必須提高航空發動機的推重比,即提高渦輪進口溫度。目前先進的航空發動機渦輪進口溫度可達到2000℃以上［1］,在如此高的溫度條件下,僅靠冷卻技術和研制新型高溫合金以及改進葉片制造工藝,難以滿足渦輪葉片工作必需的高溫抗氧化能力要求。……