| 磁控溅射镀CrAlSiN涂层的抗高温水蒸气氧化性能 |
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| 引用本文： | 刘海勇,祝涵,董悦,葛芳芳,黄峰,舒杰.磁控溅射镀CrAlSiN涂层的抗高温水蒸气氧化性能[J].表面技术,2021,50(3):308-314. |
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| 作者姓名： | 刘海勇 祝涵 董悦 葛芳芳 黄峰 舒杰 |
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| 作者单位： | 宁波大学 材料科学与化学工程学院,浙江 宁波 315211;中国科学院宁波材料技术 与工程研究所 中国科学院先进能源材料工程实验室,浙江 宁波 315201;中国科学院宁波材料技术 与工程研究所 中国科学院先进能源材料工程实验室,浙江 宁波 315201;宁波大学 材料科学与化学工程学院,浙江 宁波 315211 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划(2016YFC1400605);国家自然科学基金(51871231) |
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| 摘 要： | 目的 提高锆合金包壳管的事故容错能力.方法 采用磁控溅射法,在锆基底上沉积CrAlSi和CrAlSiN两种涂层,表征了涂层的结构形貌、机械性能和抗高温水蒸气氧化行为等.结果 CrAlSi涂层呈致密的柱状晶结构.CrAlSiN涂层结构致密,晶粒尺寸小,接近非晶质地.CrAlSiN涂层与Zr基底之间的结合力(～46 N)高于CrAlSi涂层与Zr基底之间的结合力(～27 N),2种涂层的硬度大约为Zr基底硬度的3～4倍,表现出良好的机械性能.同时,这2种涂层均较大幅度提高Zr基底的抗高温水蒸气氧化能力.经1000℃水蒸气氧化15 min后,4.3μm厚的CrAlSi涂层使Zr(O)层的厚度减少了～67％,而4.6μm厚的CrAlSiN涂层则抑制了Zr(O)层的形成.14μm厚的CrAlSiN涂层使Zr基底在1200℃高温水蒸气中保持未氧化状态大于60 min.结论 磁控溅射制备的CrAlSi涂层和CrAlSiN涂层均能有效地抑制Zr合金的高温水蒸气氧化,且后者的防护效果更佳.
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| 关 键 词： | Cr基涂层 事故容错性 抗高温水蒸气氧化 硬度 Zr包壳 磁控溅射 |
| 收稿时间： | 2020/5/18 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2020/8/26 0:00:00 |
High Temperature Steam Oxidation Resistance of Magnetron Sputtered CrAlSiN Coatings |
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| LIU Hai-yong,ZHU Han,DONG Yue,GE Fang-fang,HUANG Feng,SHU Jie.High Temperature Steam Oxidation Resistance of Magnetron Sputtered CrAlSiN Coatings[J].Surface Technology,2021,50(3):308-314. |
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| Authors: | LIU Hai-yong ZHU Han DONG Yue GE Fang-fang HUANG Feng SHU Jie |
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| Affiliation: | Materials Science and Chemical Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, China;Engineering Laboratory of Advanced Energy Materials, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Ningbo 315201, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Cr-based coating accident tolerance high-temperature steam oxidation resistance hardness Zr claddings magnetron sputtering |
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