超音速火焰喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-10％B4C涂层的制备及抗氧化性能研究

目的 提高金属/陶瓷体系高温固体润滑耐磨涂层的抗氧化性能.方法 采用离心喷雾造粒、高压氢还原镀镍和固相合金化技术,制备包覆型NiCoCrAlY/Al2O3-10％B4C复合粉体,并采用超音速火焰喷涂技术在镍基高温合金上沉积复合涂层材料,通过SEM和XRD研究粉体和涂层的显微结构和物相组成,通过马弗炉研究涂层在高温下的氧化性能.结果 Al2O3-B4C颗粒表面均匀包覆着一层厚度为2～3μm的NiCoCrAlY合金.超音速火焰喷涂NiCoCrAlY/Al2O3-10％B4C复合涂层结构致密,孔隙率仅为0.45％±0.05％,涂层与基体结合良好.涂层和粉体的主晶相均为Ni的固溶体、α-Al2O3相和B4C相,涂层衍射峰强度比粉体有所降低.在850℃氧化96 h后,涂层表面生成了一层连续的灰色物质,其厚度为1～3μm,经EDX分析,其主要元素组成为O、Ni、Al和Cr,说明主要成分为Ni、Al和Cr的金属氧化物.涂层在850℃的氧化动力学曲线分为2个阶段,氧化初期,涂层快速氧化,生成以NiO、Al2O3和Cr2O3为主的混合氧化物膜;氧化后期,涂层进入稳定氧化阶段,此时涂层的氧化过程主要由O在氧化膜中的扩散速度决定.结论 涂层在850℃的抗氧化性能良好,可在850℃的氧化环境下使用.