通过结合填充固结法与预陶瓷涂层技术制备的含硼和硅的复合涂层的组成、结构及其防护性能

《Surfaces and Interfaces》：COMPOSITION, STRUCTURE, AND PROTECTIVE PROPERTIES OF COMPLEX COATINGS INVOLVING BORON AND SILICON, PRODUCED BY COMBINING THE PACK CEMENTATION METHOD WITH THE APPLICATION OF PRE-CERAMIC COATINGS

　　

特蒂亚娜·洛斯库托娃（Tetiana Loskutova）|维塔利·伊万诺夫（Vitalii Ivanov）|沃洛迪米尔·塔兰（Volodymyr Taran）|纳迪娅·哈尔琴科（Nadiia Kharchenko）|米罗斯拉夫·卡尔佩茨（Myroslav Karpets）|拉里萨·克鲁申斯卡（Larysa Krushynska）|尤里·博戈莫尔（Iurii Bogomol）|米哈尔·哈塔拉（Michal Hatala）|迈克尔·谢夫勒（Michael Scheffler）

摘要

本文提出了一种保护TZM合金表面免受高温氧化的新方法，该方法将粉末冶金中的固溶处理与预陶瓷聚合物涂层的沉积相结合。固溶处理通过粉末混合物的接触法进行。硼硅化处理形成了双层涂层：外层由MoSi?和Mo?Si?组成，其中含有(Ti, Zr)B?、TiC、MoB?、Mo?B?和SiO?等杂质；内层为MoB硼化物相。研究建立了该保护层的形成机制。为了密封微裂纹、降低孔隙率并提高抗氧化性和耐热性，进一步采用了第二步处理——沉积含有硅和硼颗粒的聚氢硅氮烷基预陶瓷涂层（PHPS）。对涂层的化学成分和相结构进行了分析，并研究了涂覆后TZM合金的氧化动力学。结果表明，硼硅化处理与PHPS涂层相结合能够形成热稳定的氧化-氮化物薄膜，该薄膜能够封闭缺陷、降低氧气扩散速率，并有效阻挡高温氧化。这种多层涂层系统具有优异的热稳定性，适用于极端温度条件下的长期使用。