Y含量对CrxAlyY1-x-yN镀层热氧化行为的影响

稀有金属, 2015, 44(4): 881-886.

Y含量对CrxAlyY1-x-yN镀层热氧化行为的影响

白力静 ^1, , 张珊 ^2, , 金永中 ^3, , 殷鹏 ^4, , 王志虎 ^5,

1.西安理工大学,陕西西安,710048

2.西安理工大学,陕西西安,710048

3.四川理工学院,四川自贡,643000

4.西安理工大学,陕西西安,710048

5.西安理工大学,陕西西安,710048

基金项目: 四川省腐蚀与防护重点实验室开放基金(2013CL02) 国家重点基础研究发展计划(“973”计划)(2009CB724406)

关键词：磁控溅射 , CrxAlyY1-x-yN , 氧化 , Y

Influence of Y Contents on the Oxidization Behaviors of CrxAlyY1-x-yN Coatings

Keywords： magnetron sputtering , CrxAlyY1-x-yN , oxidization behaviors , Y

利用多靶非平衡磁控溅射离子镀技术制备不同Y含量的CrxAlyY1-xAlY1-xN(x=0.88,0.89,0.86,0.83,0.703;y=0.12,0.083,0.077,0.071,0.057,下同)镀层,通过镀层的氧化动力学曲线,结合镀层形貌及相结构的变化,研究Y含量对CrxAl1-xY1-x-yN镀层热氧化行为的影响.结果表明:适量的Y可提高镀层的热稳定性,相对无Y的Cr0.88Al0.12N镀层,Y含量为3.28at％的Cr0.86Al0.077Y0.063N镀层氧化过程缓慢,动力学曲线变化平缓,900℃时镀层氧化增重量仅为无Y镀层的14％,且表面出现大量氧化物堆积,但没有出现氧化孔洞,断口形貌没有明显分层现象;但Y含量过多时,仅能维持镀层低温阶段的平稳,当温度超过900℃,Y含量为12.88at％的Cr0.703Al0.057Y0.24N镀层则加速氧化,出现线性上升的趋势,镀层严重氧化开裂;适量Y元素的添加,在镀层加热过程中可钉扎晶界,减小氧化过程中内应力的释放,提高了镀层的热氧化性能.而Y含量增多,镀层由固溶态转变为YN相,氧化过程中会阻止亚稳态(y-,θ-)Al2O3向稳态(α-)Al2O3的转变,从而形成多孔氧化膜,且大尺寸Y2O3在晶界的偏聚,增加O原子扩散通道,加速了镀层的氧化.

参考文献

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