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二矽化鉬塗層製備方法 - 等離子體噴塗法

二矽化鉬塗層製備方法 - 等離子體噴塗法液(矽滲透和料漿燒結法)

以Mo和Si粉為原料,按照Mo∶Si=1∶2(原子比)在混料機中混合24h,將混好的粉體在氬氣氣氛下經高溫自蔓延合成MoSi2粉末,作為噴塗用粉末之一(自蔓延合成粉末);

將自蔓延高溫合成的MoSi2粉末經造粒和真空熱處理,獲得噴塗用團聚體粉末。

MoSi2塗層的製備和組織分析:

1.以K403鎳基合金為基體材料,其尺寸為准10 mm×15 mm,先對基體材料表面進行除油去鏽、噴砂清洗處理;

2.採用APS-2000型大氣等離子噴塗設備,分別以自蔓延合成粉末和團聚體粉末為噴塗原料,噴塗工藝參數為:功率50kW,噴槍噴嘴與樣品的相對距離150 mm,氬氣流量40 L/min,送粉速率18 g/min;

3.採用D8-Advance型X射線衍射儀檢測MoSi2粉末和塗層的物相組成;

4.採用JSM-6380LV型掃描電鏡觀察塗層微觀組織形貌。 自蔓延合成粉末製備的MoSi2塗層含有較多的Mo5Si3和Mo相,不利於塗層的抗氧化性能;

5.採用團聚體粉末為噴塗原料,可製備出含有少量的Mo5Si3相和Mo相且緻密性較好的MoSi2塗層。(自蔓延合成MoSi2粉末性能不好,故在此不討論)

二硅化钼

製備得到的二矽化鉬塗層性能:

1)對於團聚體粉末,MoSi2塗層以MoSi2為主相且只含有少量的Mo5Si3相和極少量的Mo相,其相組成較好。可見,採用團聚體粉末等離子噴塗製備MoSi2塗層,可明顯減少塗層中Mo5Si3相和Mo相的產生,從而抗氧化性能大大提高。(團聚體粉末平均粒度較大,較小的表面積減小了其在噴塗過程中氧化,導致塗層只含有少量的Mo5Si3和Mo相。)

2)在相同的噴塗工藝參數下,粉末粒度過大,會導致顆粒熔化不良,使得塗層疏鬆多孔;若粉末粒度過小,顆粒雖能充分熔化,但其在噴嘴到樣品的飛行過程中會發生嚴重氧化,導致塗層截面出現較多的淺白色區域,即產生較多的富鉬相,不利於製備出物相組成較好的塗層;

另外,粉末粒度過小,也會造成送粉過程中的"堵粉"現象,造成送粉不連續而不利於塗層的製備。自蔓延合成和團聚體粉末顆粒在噴塗過程中均能充分熔化,使得塗層的截面和表面形貌較好。

注:
a.自蔓延合成粉末因其粒度過小,導致MoSi2塗層含有較多的Mo5Si3和Mo相,不利於塗層的抗氧化性能。

b.採用團聚體粉末為等離子噴塗原料,可製備出含有少量的Mo5Si3和Mo相且緻密性較好的MoSi2塗層。

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