与Hf0.11Al0.20B0.69相比,Hf0.28B0.72磁铁龙喷射薄膜的氧化行为得到了改善
Pauline Kümmerl1, Sebastian Lellig2,3, Amir Hossein Navidi Kashani2
1Materials Chemistry, RWTH Aachen University, Kopernikusstr. 10, 52074, Aachen, Germany. kuemmerl@mch.rwth-aachen.de.
Scientific reports
|September 17, 2024
概括
与哈夫--薄膜相比,哈夫-薄膜具有优越的氧化抵抗力. 添加会产生密集,无形的氧化物,显著降低氧化动力学和厚度在700°C.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 薄膜技术 薄膜技术
- 腐蚀科学 腐蚀科学
背景情况:
- 对于在高温环境中使用的材料来说,抗氧化能力至关重要.
- 基于二氧化 (HfB2) 和二氧化 (AlB2) 的材料是高温应用的候选材料.
- 了解Hf-B系统中等合金元素的作用是提高性能的关键.
研究的目的:
- 为了比较研究Hf-B和Hf-Al-B薄膜的氧化阻力.
- 阐明 Hf-Al-B 薄膜中改善的氧化行为背后的机制.
- 为了比较Hf-Al-B薄膜与其他先进材料的性能.
主要方法:
- 同时喷射HfB2和AlB2的目标是制造单相固体溶液薄膜.
- 氧化实验在700°C进行,时间长达8小时.
- 使用SEM和EDX (隐含) 等技术分析氧化物尺度厚度,组成和形态.
主要成果:
- Hf0.11Al0.20B0.69薄膜在700°C下8小时后,与Hf0.28B0.72薄膜相比,氧化物尺度厚度显著降低 (31±2nm).
- Hf-Al-B膜形成了一个密集的,主要是无形的氧化物尺度,含有Al,B和少量的Hf.
- 在Hf-B膜形成一个多孔的尺度与晶体HfO2.2.
- 与基于Ti-Al的化物和化物薄膜相比,Hf-Al-B薄膜表现出优越的氧化行为.
结论:
- 在Hf-B薄膜中加入可以大大提高700°C的氧化抵抗力.
- 密集的,无形的含有Al的氧化物作为保护屏障,降低氧化动力学.
- Hf-Al-B薄膜为高温应用提供了一个有前途的替代方案,其性能优于现有的基于Ti-Al的材料.
