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铌表面废弃MoSi2基复合涂层高温抗氧化性能研究

铌；废弃MoSi2；复合涂层；高温；抗氧化性能

（7）矿物与先进能源材料 > 1. 矿物材料

本试验将长期服役后失效的工业MoSi₂加热元件粉碎成粉末并作为涂层材料而重新使用，并在粉末中加入ZrO₂，采用放电等离子烧结技术在难熔金属铌表面制备MoSi₂-ZrO₂涂层，研究了涂层在1500℃和1700℃下的组织演变和氧化行为。结果表明，烧结后的MoSi₂涂层中存在贯穿性裂纹，而含MoSi₂-ZrO₂复合涂层致密无裂纹，形成了厚度适中的（Mo，Nb）₅Si₃扩散层，表现出良好的冶金结合。1500℃氧化20h后，MoSi₂-30ZrO₂涂层的质量增益最低，仅为1.06 mg/cm²。高温氧化过程中，复合涂层的表面形成了致密连续的SiO₂氧化膜，且伴有大量提高氧化膜稳定性的ZrSiO₄相生成，表现出较好的高温抗氧化性。在1700℃氧化60min后，MoSi₂涂层表面出现大量空洞和裂纹，严重影响其高温防护性能。相比较而言，MoSi₂-30ZrO₂涂层的氧化皮致密和完整，没有明显的空洞和裂纹，且氧化膜和扩散层的厚度均低于单一的MoSi₂涂层，这表明复合涂层在高温环境下的消耗更少，表现出更好的高温阻氧性能。