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 工程类 化学 地质学 物理 海洋学 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
无花果应助阔达蓝血采纳,获得10
刚刚
刚刚
2秒前
exy完成签到,获得积分10
3秒前
彭于晏应助时之沙采纳,获得10
3秒前
谦让夜安发布了新的文献求助10
3秒前
Denvir完成签到 ,获得积分10
3秒前
所所应助自信的傲易采纳,获得10
3秒前
宋宋不迷糊完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
虚拟的以南发布了新的文献求助200
6秒前
丹妮发布了新的文献求助30
6秒前
Qin完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
S月小小完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
Singularity应助加菲丰丰采纳,获得10
13秒前
buddyM完成签到,获得积分10
13秒前
英姑应助qianru采纳,获得10
14秒前
LK发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
东篱完成签到 ,获得积分10
16秒前
19秒前
Trace2023完成签到,获得积分10
19秒前
科研通AI6.3应助无情愫采纳,获得30
21秒前
时之沙发布了新的文献求助10
21秒前
Russell发布了新的文献求助10
21秒前
何惧车摇马慢完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
24秒前
26秒前
ZRZR发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
唔西迪西西西给唔西迪西西西的求助进行了留言
29秒前
29秒前
orixero应助rosy采纳,获得10
29秒前
Ava应助zxyhb采纳,获得10
30秒前
qianru发布了新的文献求助10
30秒前
李洁完成签到,获得积分10
30秒前
体贴的白开水完成签到,获得积分20
31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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6353670
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8168743
关于积分的说明 17194282
捐赠科研通 5409857
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2863864
邀请新用户注册赠送积分活动 1841239
关于科研通互助平台的介绍 1689915