金屬鉬表面Mo-W-N-Si系涂層的制備工藝與氧化性能研究.pdf

1、汽車工業(yè)是綜合性工業(yè)，它的發(fā)展與材料密切相關(guān)。汽車玻璃是汽車車身附件中必不可少的部件，主要起到防護的作用。熔煉玻璃時電極是玻璃電熔爐中的重要部件，直接關(guān)系到玻璃性能的優(yōu)劣。鉬因在高溫中具有良好的力學(xué)性能且耐熔融玻璃的侵蝕，因此常用鉬作為電極熔煉玻璃。但鉬的抗氧化性能較差，在400℃開始氧化，700℃以上急劇氧化，造成性能下降。鉬電極在使用的過程中須采用熱裝以避免被氧化，具有一定的危險性。涂層防護是提高鉬電極抗氧化性能的有效方法。二硅化鉬

2、（MoSi2）具有高熔點、密度適中、優(yōu)異的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性等優(yōu)點，其在高溫氧化氣氛時表面生成一層致密的SiO2膜，因而具有優(yōu)異的高溫抗氧化性，可作為鉬電極的抗氧化涂層。但MoSi2與Mo的熱膨脹系數(shù)相差較大（MoSi2：8.5×10-6 K-1；Mo：5.8×10-6 K-1），熱循環(huán)使涂層與基體因熱不匹配而產(chǎn)生裂紋，降低了涂層的抗氧化性能。因此探索鉬電極的高抗氧化性MoSi2基復(fù)合涂層具有實際意義。
　　本文選用包埋法在鉬表面三步

3、原位合成Mo-W-N-Si復(fù)合涂層，對涂層的相組成、微觀組織結(jié)構(gòu)進行檢測分析，優(yōu)化了涂層的制備工藝；探討了涂層的氧化性能及氧化機理，得出了以下的研究結(jié)果：
　　1、采用包埋法在鉬表面三步原位合成了Mo-W-N-Si復(fù)合涂層。涂層由外向內(nèi)依次為外層和過渡層，外層由(Mo,W)Si2和Si3N4相構(gòu)成；過渡層由Mo5Si3相構(gòu)成。涂層的最佳制備工藝為滲鎢（1400℃保溫10 h）+滲氮（1000℃保溫3 h）+滲硅（1200℃保溫20

4、 h）。
　　2、涂層具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能。涂層在1300℃、1450℃和1600℃大氣環(huán)境中氧化時，有效抗氧化時間分別為2088 h、1248 h和288h。在MoSi2涂層中，引入W元素可有效地抑制Si的擴散；引入適量Si3N4可協(xié)調(diào)MoSi2與Mo的熱匹配性能，提高了涂層的高溫抗氧化性能。
　　3、涂層具有優(yōu)良的低溫抗氧化性能。在500℃和600℃大氣環(huán)境中氧化時，涂層的氧化速率分別為0.0145和0.0191 g