Amorphous Si–B–C–N coatings for high-temperature oxidation protection of the γ-TiAl alloy

材料科学 无定形固体 金属间化合物 溅射沉积 微观结构 合金 涂层 等温过程 基质(水族馆) 化学工程 冶金 脆化 溅射 复合材料 薄膜 纳米技术 结晶学 化学 物理 海洋学 地质学 工程类 热力学
作者
Veronika Šímová,Stéphane Knittel,Marjorie Cavarroc,L. Martinů,J.E. Klemberg-Sapieha
出处
期刊:Surface & Coatings Technology [Elsevier BV]
卷期号:442: 128544-128544 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.surfcoat.2022.128544
摘要

The present work focuses on the preparation of amorphous Si–B–C–N coatings to protect γ-TiAl intermetallic alloys against oxidation above 750 °C that otherwise leads to surface degradation and embrittlement. The film fabrication process included the deposition of an amorphous Si interlayer at a temperature of 700 °C to promote adhesion. Subsequently, Si–B–C–N coatings were prepared by pulsed dc and rf magnetron co-sputtering from Si and B4C targets in Ar + N2 gas mixtures. Specifically, we studied the oxidation behavior of the coatings and the evolution of the microstructure, composition, and mechanical properties upon an isothermal oxidation test performed in laboratory air at 800 °C for 100 h. We found that an optimized Si40B5C2N47 (at.%) coating protects the γ-TiAl alloy substrate against oxidation by a combination of several effects: a) Interdiffusion of Si and Ti results in the formation of TixSiy phases on the film-substrate interface promoting adhesion of the coating, b) Diffusion of Ti to the surface is effectively inhibited and no fast-growing TiO2 is formed at the outer surface, and c) Stable amorphous structure of Si–B–C–N coatings hinders inward oxidation of O. Investigation of the oxidation kinetics at 800 °C up to 1000 h proved that Si–B–C–N coating serves as an efficient oxidation barrier demonstrated by the significantly reduced mass gain and the parabolic oxidation rate constant (1.05 × 10−13 g2·cm−4·s−1) compared to the uncoated γ-TiAl alloy (5.65 × 10−13 g2·cm−4·s−1).

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
十三碎完成签到,获得积分10
刚刚
彭于晏应助木心长采纳,获得10
刚刚
乐乐应助繁星若水采纳,获得10
刚刚
嘿嘿完成签到,获得积分10
2秒前
凉拌折耳根完成签到 ,获得积分10
3秒前
smalldesk发布了新的文献求助10
3秒前
Xin完成签到,获得积分10
3秒前
Akim应助小白采纳,获得10
4秒前
田様应助鲜于元龙采纳,获得10
5秒前
科研啦完成签到,获得积分10
6秒前
Beibei发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
亭子完成签到,获得积分10
8秒前
乐乐应助鲣鱼采纳,获得10
9秒前
李健应助甜蜜的谷丝采纳,获得10
9秒前
乐乐应助小居居采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
13秒前
谦让涵菡完成签到 ,获得积分10
13秒前
迷路的身影完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
甜甜若冰发布了新的文献求助10
14秒前
peral完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
15秒前
星星轨迹发布了新的文献求助10
15秒前
LI完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
smalldesk完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
18秒前
19秒前
20秒前
20秒前
20秒前
QQ发布了新的文献求助30
20秒前
21秒前
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Markov Chain Monte Carlo 5000
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Influence of Inclusion Size on Fatigue Strength and Stress Assessment for Forged Crankshaft under Multiaxial loading 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7488154
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9080013
关于积分的说明 19365195
捐赠科研通 7102218
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3248754
关于科研通互助平台的介绍 2418081
邀请新用户注册赠送积分活动 2234055