[邀请报告]钛合金表面磁控溅射沉积抗高温冲蚀高熵合金/氮化物涂层研究

钛合金表面磁控溅射沉积抗高温冲蚀高熵合金/氮化物涂层研究
编号:87 稿件编号:118 访问权限:仅限参会人 更新:2026-04-16 14:11:22 浏览:26次 邀请报告

报告开始:2026年04月28日 10:35 (Asia/Shanghai)

报告时间:20min

所在会议:[M] 高熵合金及其涂层论坛 » [M1] M上午场

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摘要
钛合金因其比强度高、密度小等优点,被广泛用于发动机压气机叶片的制造,钛合金耐腐蚀性能好但质地较软、耐磨性能较差,易遭受冲蚀破坏。本研究针对压气机叶片表面耐腐蚀抗高温冲蚀防护需求,采用直流磁控溅射(DCMS)复合高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)在Ti6Al4V基体表面沉积了TiVCrNiSi高熵合金及其氮化物TiVCrNiSi(N)涂层。模拟服役工况开展室温盐雾(30℃,22h)和高温氧化(550℃,2h)交替循环试验及550℃高温砂粒冲蚀试验,考察涂层耐蚀性与抗高温冲蚀性能。结果表明,沉积的TiVCrNiSi高熵合金涂层呈现单一的非晶相结构;随着腐蚀循环的增加,涂层表面形成致密的Cr2O3和NaVO3复合层;由于合金元素的扩散能力差异,氧化层和涂层之间形成连续致密的富Ni层,有效阻碍了腐蚀介质的内部扩散和金属离子的外部扩散;然而受限于非晶涂层硬度,其抗高温冲蚀性能提升效果有限。通过在非晶涂层中引入氮,反应溅射沉积制备的TiVCrNiSi(N)高熵氮化物(HEN)涂层;氮化物涂层在低氮含量下呈现单一非晶态,随着氮含量的增加,结构转变为面心立方晶体,在RN2 = 20 sccm时氮达到饱和(46 at.%);TiVCrNiSi(N) HEN涂层在RN2 = 25 sccm时具有最高的残余压应力(8.2 GPa)和最高的硬度(23.5 GPa);氮的掺入提升了涂层的抗高温冲蚀性能,随着 N 含量增加,涂层表面的砂粒嵌入量减少,与 HEA 涂层相比,在氮气流量为25 sccm 下制备的涂层在550℃下冲蚀后保持良好的完整性。
关键字
高熵合金,高熵合金氮化物,涂层,磁控溅射,抗冲蚀
报告人
连勇
副研究员 北京科技大学

稿件作者
勇连 北京科技大学
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