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摘要:钼作为一种难熔金属,在点光源、电子、发热元件以及玻璃加工工业等领域得到了广泛的应用。但金属钼抗氧化性能差的缺点,严重影响了其使用性能,限制了钼合金的应用范围。为提高钼制品的高温抗氧化性能,本文采用了两种不同的制备方法制备钼基体表面涂层。首先,本文采用磁控溅射技术在钼合金基表面涂覆不锈钢涂层,研究了原始表面粗糙度、负偏压与涂层成分、结构、结合强度及抗氧化性能的关系。其次,利用包渗法在钼基表面制备硅铝化物、硅化物与铝化物涂层。对涂层样品进行了750~1050℃静态氧化实验。探究包渗温度和包渗时间对涂层的厚度、横截面元素含量及其分布、显微形貌、物相及抗氧化性能的影响,着重研究硅铝化合物涂层高温氧化行为,初步建立了硅铝化物涂层在1000℃下静态氧化反应模型,得出以下结论:(1)采用磁控溅射技术在钼合金基体表面涂覆不锈钢涂层,研究发现在粗糙度为0.005μm的钼基体表面,基体负偏压-75V条件下,溅射半小时,可获得表面光滑、结合强度较高的不锈钢涂层。涂层在800℃下涂层样品单位氧化失重小于1.23mg/(cm2*h),可有效防护玻璃窑炉钼电极的氧化。(2)选用包渗法在钼基体上涂覆硅铝系、硅系和铝系涂层。研究表明,包渗温度1000℃保温5小时的制备条件下,各系涂层厚度较大、组织致密、成分均匀、结合强度较好、抗氧化性能优良。在750~1050℃的静态氧化实验中,包渗温度1000℃保温5小时涂层具有相对较好的抗氧化性能。硅铝系涂层表面生成熔融态的Si02氧化膜和非熔融态的A1203氧化膜,具有较好的抗氧化性能;硅系涂层表面生成熔融态的Si02氧化膜,但低温(750~850℃)下硅系涂层表面由于Mo03挥发严重,破坏了8i02膜的完整性,导致硅系涂层低温(750-850℃)抗氧化性能差;铝系涂层在750~950℃的范围内具有较好的抗氧化性能,但在1050℃下涂层逐渐失效。(3)在1000℃、4h的静态抗氧化实验中,硅铝系涂层氧化增重曲线符合抛物线关系,4h后涂层增重0.524mg/(cm2*h),涂层氧化性能良好。硅系涂层为氧化失重曲线,4h后涂层氧化失重值0.051mg/(cm2*h);硅系涂层在1000℃下拥有较好的高温防护功能;铝系涂层在氧化开始阶段不断增重,4h后涂层失重,逐渐失效。(4)硅铝系涂层克服了低温(750~850℃)氧化环境下硅系涂层易“粉化”破坏的缺点,同时与铝系涂层相比,硅铝系涂层高温氧化寿命更长,抗氧化性能更好。图49幅,表10个,参考文献88篇。