Ni-Mo-Al-RE镀层的制备及其表征(4)
MCrAlY涂层是抗氧化金属涂层，厚75～150μm，对TBCs的物理和力学性能具有重要的影响。通常情况下，Cr2O3 或Al2O3 被认为是两种防护性较好的氧化膜，但是当MCrAlY涂层的使用温度升高到1000℃以上时，Cr2O3转化成易挥发的CrO3，所以Al2O3成为必然的选择。在高温使用该涂层时,要求表面能生成完整的Al2O3 膜。通过向合金内添加微量活性元素，不但可以改善合金的抗氧化性能，而且活性元素也对Cr2O3或Al2O3 的生长速度和粘结性能产生重要的影响。
在通常高温运行的环境下，微观结构的生长速率、形态和TGO 的粘结性能是控制TBC 寿命的关键参数[22-26]。而活性元素效应(REE) 主要是降低氧化物的生长速度以及改善氧化膜的粘附性，并且稀土与Hf 的效果尤为明显。TG0层起初的主要成分几乎只有A12O3，这是由于Al对O元素的亲和力强于粘结层中其他成分，出现Al元素的优先氧化，在涂层服役过程中，氧化以O元素向内扩散为主，随着氧化膜厚度的增加会在氧化膜附近的粘结层中Al含量降低当其不足以提供完全生成Al203时，粘结层中的Ni和Cr等元素就会被氧化，形成氧化物，而生成的Al203，会将Ni和Cr元素的氧化物包覆起来；而NiO和尖晶石结构氧化物的大量生成会导致粘结层应力增加以及TGO层体积快速膨胀，致使涂层失效[27]。因此，多数情况下活性元素主要指稀土元素。
关于MCrAlY涂层(0. 05wt % Y) 中非金属元素(如C、P 和S 等) 对Al2O3薄膜的生长速率和粘结性能影响的相关文献不一致[28]，因此，理解活性元素如何去除S 杂质和降低TGO 的生长速率具有重要的意义。在高温应用MCrAlY涂层时会形成Cr2O3薄膜，由于涂层中含有稀土元素，会使Cr2O3氧化速度大幅度降低，并会改变Cr2O3的氧化过程,使Cr3 +向外扩散占优变为O2-向内扩散占优。对于Cr2O3或Al2O3 薄膜，当添加微量稀土元素时,都可以显著提高氧化膜的粘附性能。
Nabeen K. Shrestha等[29]用“两步法”制备出Ni–P–Al2O3复合镀层，并研究了其抗摩擦性能。具体方法为利用化学镀法在铜基上制备Ni–P镀层，然后在Ni-P镀层上通过电泳沉积法制备出Ni–P–Al2O3复合镀层。研究发现，与不加Al2O3颗粒的Ni–P镀层相比，含有Al2O3颗粒的Ni–P–Al2O3复合镀层具有较好的耐摩擦性能。经过对镀层热处理发现，其耐磨性能提高，原因是热处理后镀层的晶型从NiP3合金向Ni-P合金稳定相的转变。
Zhong jia Huang等[30]采用电沉积方法在镀镍电解液中加入MoS2/Al2O3制备出Ni- MoS2/Al2O3复合镀层，镀液采用十吹冰烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，实验表明随着MoS2/Al2O3微粒浓度的增加，镀层中MoS2/Al2O3的含量也随之增加，分析了Ni-MoS2/ Al 2O3复合镀层的硬度、表面形貌、物相组成和摩擦性能，研究结果表明：与Ni-MoS2镀层相比，Ni-MoS2/Al2O3复合镀层的硬度和耐摩擦性能得到提升。
徐金[31]发现.粘结层中添加铝的含量在2-wt%时,对于界面粘附性是最有利的；在铝含量低于10-wt%时，有利于改善TGO与粘结层之间的界面粘附性，而高于10-wt%是不利于界面结合的“铝含量低于或等于8-wt%时应该是有利于缓解界面的应力的”。
吴迪等[32]采用等离子喷涂技术对铝基表面进行改性，设计梯度结构的ZrO2和Al2O3涂层。分别对不同金属粘结层材料：Ni、Ni—Al、Ni—Cr—Al、NiCoCPAlY和电沉积NiCoCrAlY进行结合强度试验。Al203，和ZrO2梯度陶瓷涂层分别以三层和四层结构抗热冲击性能较强。
1.2 镍钼合金及合金电镀
1.2.1 镍、钼元素及镍钼合金
镍（Ni）属于铁系元素，镀液中有镍离子时，能够诱导Mo沉积而形成Ni-Mo合金，Ni-Mo合金具有很高的耐蚀性和析氢电催化活性。目前Ni-Mo合金得到了普遍的研究，主要用其作为析氢电极材料[33-36]。
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