近日,湖南科技大学材料科学与工程学院、高温耐磨材料及制备技术湖南省国防科技重点实验室教授颜建辉课题组,在抗氧化和阻界面扩散功能一体化高温防护复合涂层方面取得最新进展。相关成果在线发表于《国际陶瓷》。
凭借高熔点、优异的高温力学性能和良好的化学稳定性,钼(Mo)及其合金常被作为火箭、飞船、高速飞行器等装备关键部件的高温结构候选材料之一。然而,弱的抗氧化性能严重制约其在高温有氧环境中的应用。目前,增强其高温抗氧化性能最有效的策略是在钼及其合金上涂覆MoSi2陶瓷层。
抑制MoSi2涂层/基体界面元素互扩散,是钼及其合金高温长时防护涂层亟待解决的重要科学问题。而在防护涂层/基体界面引入阻扩散层是一种有效的方法。
课题组以WMoNbVTa高熵合金层作为扩散阻挡层,通过两步放电等离子烧结方法,在钼基体上制备了新型双层涂层,比较研究了该体系在1200℃至1500℃高温有氧环境中的界面扩散行为。与单层MoSi2涂层相比,双层涂层中MoSi2的结构退化非常缓慢。难熔WMoNbVTa合金作为扩散阻挡层,有效抑制了钼基体与MoSi2涂层之间的界面元素扩散,延长了MoSi2陶瓷涂层的使用寿命。
论文审稿人表示,这种集抗氧化和阻界面元素扩散于一体的涂层结构设计具有新颖性,对延长基体材料的服役寿命具有很好的指导意义。