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二硅化钼涂层制备方法 - 等离子体喷涂法

二硅化钼涂层制备方法 - 等离子体喷涂法液(硅渗透和料浆烧结法)

以Mo和Si粉为原料,按照Mo∶Si=1∶2(原子比)在混料机中混合24h,将混好的粉体在氩气气氛下经高温自蔓延合成MoSi2粉末,作为喷涂用粉末之一(自蔓延合成粉末);

将自蔓延高温合成的MoSi2粉末经造粒和真空热处理,获得喷涂用团聚体粉末。

MoSi2涂层的制备和组织分析:

1.以K403镍基合金为基体材料,其尺寸为准10 mm×15 mm,先对基体材料表面进行除油去锈、喷砂清洗处理;

2.采用APS-2000型大气等离子喷涂设备,分别以自蔓延合成粉末和团聚体粉末为喷涂原料,喷涂工艺参数为:功率50kW,喷枪喷嘴与样品的相对距离150 mm,氩气流量40 L/min,送粉速率18 g/min;

3.采用D8-Advance型X射线衍射仪检测MoSi2粉末和涂层的物相组成;

4.采用JSM-6380LV型扫描电镜观察涂层微观组织形貌。 自蔓延合成粉末制备的MoSi2涂层含有较多的Mo5Si3和Mo相,不利于涂层的抗氧化性能;

5.采用团聚体粉末为喷涂原料,可制备出含有少量的Mo5Si3相和Mo相且致密性较好的MoSi2涂层。(自蔓延合成MoSi2粉末性能不好,故在此不讨论)

二硅化钼

制备得到的二硅化钼涂层性能:

1)对于团聚体粉末,MoSi2涂层以MoSi2为主相且只含有少量的Mo5Si3相和极少量的Mo相,其相组成较好。可见,采用团聚体粉末等离子喷涂制备MoSi2涂层,可明显减少涂层中Mo5Si3相和Mo相的产生,从而抗氧化性能大大提高。(团聚体粉末平均粒度较大,较小的表面积减小了其在喷涂过程中氧化,导致涂层只含有少量的Mo5Si3和Mo相。)

2)在相同的喷涂工艺参数下,粉末粒度过大,会导致颗粒熔化不良,使得涂层疏松多孔;若粉末粒度过小,颗粒虽能充分熔化,但其在喷嘴到样品的飞行过程中会发生严重氧化,导致涂层截面出现较多的浅白色区域,即产生较多的富钼相,不利于制备出物相组成较好的涂层;

另外,粉末粒度过小,也会造成送粉过程中的"堵粉"现象,造成送粉不连续而不利于涂层的制备。自蔓延合成和团聚体粉末颗粒在喷涂过程中均能充分熔化,使得涂层的截面和表面形貌较好。

注:
a.自蔓延合成粉末因其粒度过小,导致MoSi2涂层含有较多的Mo5Si3和Mo相,不利于涂层的抗氧化性能。

b.采用团聚体粉末为等离子喷涂原料,可制备出含有少量的Mo5Si3和Mo相且致密性较好的MoSi2涂层。

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