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Ni3Al金属间化合物具有优良的高温性能。本文制备了Ni3Al粉体,并利用等离子喷涂技术制备了涂层。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、能谱等对粉体及涂层的组织和结构进行了表征,并考察了涂层的结合强度、热震性能、高温氧化性能以及涂层与钛合金的扩散行为,得到以下结论:
1.与普通Ni包Al粉末相比,Ni3Al粉体由于Ni与Al的接触面积更大,Ni-Al的反应更充分,喷涂过程中能够放出更多的热,其放热量是Ni包Al的3.45倍。
2.Ni3Al涂层与基体的结合强度达到了52.9MPa,比普通Ni包Al涂层的结合强度提高30~40%,Ni3Al涂层经过1000℃到1200℃的循环热震试验后,涂层没有开裂或脱落,表明其具有良好的抗热震性能。
3.4169高温合金高温下氧化失重,随着氧化温度升高、时间延长,氧化失重加剧。喷涂Ni3Al合金后,呈现氧化增重现象,其动力学曲线满足抛物线规律,表明Ni3Al涂层能够很好的对基体材料进行保护。
4.与钛合金的扩散试验结果表明,Ni包Al涂层中由于含有大量游离镍,活性较高,镍与钛之间易形成较厚的扩散层。Ni3Al涂层与钛合金表面的扩散活性远低于普通镍包铝涂层。这是由于Ni3Al涂层形成的金属间化合物作为一个整体,不容易扩散。因此,Ni3Al涂层可以抑制涂层与基体的固态反应。作为一个整体它削弱了氧原子进入基体并且限制了钛的外扩散。