Ti45Al8.5Nb合金表面Zr-SiO_(2)复合涂层的制备及其抗高温氧化性能研究

针对电沉积SiO_(2)涂层在高温氧化过程中易产生裂纹的问题,在SiO_(2)涂层表面磁控溅射Zr沉积层来进行改善。研究表明,Zr沉积层氧化为ZrO_(2)填补了SiO_(2)涂层在烧结时产生的裂纹和孔洞等缺陷,并为SiO_(2)涂层与合金基体的热膨胀系数失配提供了缓冲。此外,氧化过程中形成的ZrO_(2)-SiO_(2)骨架结构提高了涂层结构的稳定性。总体上,Zr-SiO_(2)复合涂层在氧化初期显著抑制了氧向合金基体的扩散以及合金基体元素的外扩散,提高了合金的抗高温氧化性能,经氧化后复合涂层表面的氧化物颗粒明显减少,且氧化膜未出现明显生长。此外,在900℃下经过100 h的恒温氧化后,由于元素互扩散,涂层与基体界面形成了(Ti,Nb)O_(2)/Ti_(5)Si_(3)+Al_(2)O_(3)+Nb_(3)Al/TiN三层扩散层结构,提高了涂层与基体的结合力。