W,Re过渡层对碳基体表面Al2O3涂层高温热匹配性和层间扩散的影响

在含碳材料表面沉积氧化铝(Al2O3)涂层是目前常用的一种高温防护手段,但其在高温下长期使用,易产生涂层开裂、层间元素扩散等现象,进而导致防护失效.本文以大气等离子喷涂(APS)结合射频磁控溅射(RFMS)沉积铼(Re)涂层和钨(W)涂层作为过渡层,研究过渡层对碳基体表面沉积Al2O3涂层的高温下的热匹配性和层间扩散的影响.通过比较不同试样加热后的界面形貌发现,1100℃保温3 h后无W层的涂层试样表面开裂剥落,而添加过渡层的试样表面完好,截面微观结构分析也未发现明显开裂.对界面两侧元素扩散分析发现,添加过渡层W后Al元素扩散现象减弱,添加Re/W层后,元素扩散进一步降低.可见W层、Re/W层加入到含碳材料和氧化铝层间后,可提高涂层抗开裂剥落能力,且涂层层间元素扩散明显减弱.