【腐蚀与防护】广东省科学院新材料研究所石倩教授团队：AlWCrNiMo高熵涂层的阻扩散性能研究

2025-03-14 14:52:44 作者：表面云社区来源：表面云社区分享至：

第一作者：张浩

通信作者：石倩教授

第一作者单位：沈阳工业大学

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2025.02.010

基金项目：广东省特支计划团队项目（2019BT02C629）；广东省科技计划项目（2023B1212060045）；广东省科学院专项项目（2022GDASZH-2022010109）

背景与意义：

高温防护涂层是提高航空发动机涡轮叶片服役寿命的有效方法之一，NiAl涂层相比传统的渗铝涂层及MCrAlY涂层，具有抗高温、耐腐蚀等综合性能优势。NiAl涂层因其高熔点和低密度的特性而被视为最有潜力的高温防护涂层，其未来有望在1200 ℃下使用。然而，NiAl涂层与基体（镍基单晶合金N5）之间存在较大的成分差异，容易在高温服役过程中发生互扩散现象，最典型的是涂层中Al元素的内扩散和基体中Ni元素的外扩散。为了防止互扩散，最直接有效的方法是添加一层扩散阻挡层。

高熵合金由于高熵效应、迟滞扩散效应、晶格畸变效应、鸡尾酒效应等特性在扩散障设计中可起到关键作用，从而使阻扩散材料达到致密且结构稳定的效果。研究表明，Mo元素能起到固溶强化的效果，含Mo元素的高熵合金具有很低的扩散系数和良好的组织稳定性。W和Mo位于同一主族，有相近的化学性质，其原子半径大，能产生良好的晶格畸变效应。Al、Cr能提高涂层的抗高温氧化能力，Ni元素与基体元素相近，减小了热膨胀系数。基于此，本研究将AlWCrNiMo高熵合金作为扩散障，采用磁控溅射技术在镍基高温合金N5表面制备高熵涂层，再采用电弧离子镀制备NiAlHf高温涂层，结合1100 ℃/200 h恒温抗氧化实验考察基体、扩散障、面层之间的组织结构演变规律，分析AlWCrNiMo高熵涂层的阻扩散效应及其对涂层和基体抗氧化性能的影响。

【关键词】抗高温氧化涂层；AlWCrNiMo高熵涂层；阻扩散行为；抗氧化性能；氧化增重；元素互扩散

图文导读：

引用本文：

张浩, 李小亚, 王禄越, 等. AlWCrNiMo 高熵涂层的阻扩散性能研究[J]. 表面技术, 2025, 54(2): 127-136.

ZHANG Hao, LI Xiaoya, WANG Luyue, et al. Diffusion Barrier Performance of AlWCrNiMo High-entropy Coatings[J]. Surface Technology, 2025, 54(2): 127-136.

免责声明：本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有，如果涉及侵权，请第一时间联系本网删除。