脉冲电沉积Ni-Mo-Sm(Ce)-MoSi2复合镀层的研究(9)
Ni-Mo-Sm-MoSi2
Ni-Mo-Ce-MoSi2 43.521°
43.220°
43.454° 50.540°
50.389°
50.440° 74.621°
74.420°
74.604°
图3.13为不同镀层的X射线衍射图谱，表3.2则是不同镀层衍射峰对应的2θ角。
图3.13a为Ni-Mo合金镀层的X射线衍射图。对应表3.13可知，该镀层在2θ角为43.555°、50.490°，74.521°处出现衍射峰，其分别对应MoNi4(211)，MoNi4(130)，MoNi4(132)晶面。2θ角为43.555°处出现底部宽化的衍射峰，其强度低于晶态衍射峰，但又明显区别于非晶态衍射峰，从衍射峰强度来看，Ni-Mo合金镀层是由部分非晶态和部分纳米晶构成的混晶结构[30]。
图3.13b为Ni-Mo-MoSi2复合镀层的X射线衍射图，从图中可看出，Ni-Mo-MoSi2复合镀层为晶态结构。对应表3.13可知，该镀层在2θ角为43.521°、50.540°，74.621°处出现衍射峰，其分别对应MoNi4(211)，MoNi4(130)，MoNi4(132)晶面。与Ni-Mo合金镀层相比，Ni-Mo-MoSi2复合镀层面心立方MoNi4（211）晶面所对应的2θ角发生左移，MoNi4(130)晶面和MoNi4(132)晶面的所对应的2θ角发生右移。而且可以看出Ni-Mo-MoSi2复合镀层在各2θ角处的衍射峰强度都比Ni-Mo合金镀层有所增强。
图3.13c为Ni-Mo-Sm-MoSi2复合镀层的X射线衍射图，从该图中可看出，Ni-Mo-Sm-MoSi2复合镀层为晶态结构。对应表3.13可知，该镀层在2θ角为43.220°、50.389°，74.420°处出现衍射峰，其分别对应MoNi4(211)，MoNi4(130)，MoNi4(132)晶面。与Ni-Mo-MoSi2复合镀层相比，Ni-Mo-Sm-MoSi2复合镀层面心立方MoNi4（211）晶面、MoNi4(130)晶面和MoNi4(132)晶面所对应的2θ角均发生左移。
图3.13d为Ni-Mo-Ce-MoSi2复合镀层的X射线衍射图，从该图中可看出，Ni-Mo-Ce-MoSi2复合镀层为晶态结构。对应表3.13可知，该镀层在2θ角为43.454°、50.440°，74.604°处出现衍射峰，其分别对应MoNi4(211)，MoNi4(130)，MoNi4(132)晶面。与Ni-Mo-MoSi2复合镀层相比，Ni-Mo-Ce-MoSi2复合镀层面心立方MoNi4（211）晶面、MoNi4(130)晶面和MoNi4(132)晶面所对应的2θ角均发生左移，其左移程度小于Ni-Mo-Sm-MoSi2。添加稀土后的复合镀层角发生偏移的原因可能是稀土元素进入镀层晶格中使晶格发生畸变。
与图3.13a相比，图3.13b、c、d的复合镀层衍射峰所对应的2θ角发生偏移，但衍射峰的数目没有变化的原因可能是：MoSi2微粒及Sm、Ce元素的加入，使镀层的晶格发生了畸变，可并没有改变其晶态，也没有新相产生。
3.3.4 复合镀层的热膨胀系数分析
图3.14为不同镀层的热膨胀曲线图，图3.14a为Ni-Mo合金镀层、Ni-Mo-MoSi2复合镀层、Ni-Mo-Sm-MoSi2复合镀层、Ni-Mo-Ce-MoSi2复合镀层的物理膨胀曲线图，即膨胀收缩变化速率曲线图。图3.14b为Ni-Mo合金镀层、Ni-Mo-MoSi2复合镀层、Ni-Mo-Sm-MoSi2复合镀层、Ni-Mo-Ce-MoSi2复合镀层的工程膨胀曲线，即线膨胀曲线图。
从图3.14a中可以看出，Ni-Mo合金镀层的膨胀速率在500℃之前趋于平稳状态，在接近600℃时开始收缩，膨胀速率出现负值，但是收缩速率较小；800℃时收缩速率骤然增加，在970℃时达到最大。Ni-Mo-MoSi2复合镀层也是在近600℃开始收缩，膨胀速率出现负值，在650℃时出现了一个较小的收缩峰；800℃时镀层又开始缓慢收缩，在1020℃时出现了一个宽峰。相对于Ni-Mo合金镀层，Ni-Mo-MoSi2复合镀层在800℃后的膨胀速率变化较小、收缩速率也较小，由此可知，在镀层中加入MoSi2可以降低其在800℃以上温度下发生收缩的概率。Ni-Mo-Sm(Ce)-MoSi2复合镀层的膨胀速率在30-1300℃时基本处于平稳状态；相比于Ni-Mo-MoSi2复合镀层，并没有在650℃和1020℃出现收缩峰。由此可知，Sm和Ce元素可以有效地降低复合镀层的收缩速率，抑制复合镀层的收缩并提高其耐高温的性能。也可以从图中看出，Ce元素抑制收缩的能力高于Sm元素。