微观结构对MOCVD制备氧化铬涂层氢渗透性能的影响

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)在316L不锈钢表面分别制备了(110)择优取向和随机取向的氧化铬涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)分别对涂层的显微结构和相结构进行了表征。采用气相氘渗透方法对涂层的氢渗透性能进行测试。结果表明,择优取向的氧化铬涂层氢渗透率为P=4.58×10~(-6)exp(-112688/RT)(mol·m~(-1)·s~(-1)·Pa~(0.5)),而随机取向的氧化铬涂层氢渗透率为P=1.20×10~(-5)exp(-102057/RT)(mol·m~(-1)·s~(-1)·Pa~(0.5))。在873,923,973 K时,择优取向涂层的氢渗透阻挡因子(PRF)分别为38.2,21.1和13.1,而随机取向涂层的PRF仅为2.6,1.9和1.5。对涂层显微结构的分析表明,择优取向的氧化铬涂层晶粒规则排列,易于得到结构致密的涂层;而随机取向的涂层,晶粒排列杂乱无序,易在涂层中产生通孔等缺陷,使得涂层的氢渗透性能出现大幅降低。