在1050°C时对具有不同表面粗度的自由立CoNiCrAlYHf涂层的氧化行为进行调查
Nadimullah Hakimi1, Peng Song1,2, Tabasum Huma1
1Faculty of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|June 28, 2023
概括
更光滑的MCrAlYHf粘合层显示出更好的高温氧化抵抗. 较低的表面粗度降低了氧化物尺度的厚度,提高了喷气发动机和发电厂的耐用性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
- 高温涂料的使用方法
背景情况:
- 在喷气发动机和燃气轮机等高温应用中,MCrAlYHf粘合涂层至关重要.
- 这些涂料需要出色的氧化耐受性,以防止降解.
- 表面特性可以显著影响涂层性能.
研究的目的:
- 为了研究表面粗度对CoNiCrAlYHf粘合涂层氧化行为的影响.
- 了解表面地形的变化如何影响氧化动力学和氧化物的形成.
- 为了确定表面粗度和氧化阻力之间的相关性.
主要方法:
- 氧化试验在1050°C的温度下在一个空气炉中进行.
- 使用接触型度计和扫描电子显微镜 (SEM) 量化了表面粗度.
- 氧化物尺度的表征涉及X射线衍射 (XRD),聚焦离子束 (FIB),SEM和扫描传输电子显微镜 (STEM).
主要成果:
- 最光滑的表面 (Ra = 0.130μm) 与较粗的表面 (例如,Ra = 7.572μm) 相比,具有更高的氧化抵抗.
- 表面粗度降低导致氧化物变薄,但最光滑的表面显示内部氧化 (HfO2) 增长.
- 在更粗的表面上的β (β) 阶段促进了比 (γ) 阶段更快的氧化 (Al2O3) 增长.
结论:
- 表面粗度是影响MCrAlYHf粘合层高温氧化行为的关键因素.
- 优化表面粗性可以提高这些关键涂料的氧化抵抗和寿命.
- 提出了一种经验模型,以基于表面粗度水平来预测氧化率.
