带有 Cr₂AlC 扩散阻挡层的 NiCrAlY 涂层 Ti-6Al-4V 合金：界面扩散与高温氧化机理
NiCrAlY-coated Ti-6Al-4V alloy with a Cr2AlC diffusion barrier: Interfacial diffusion and high-temperature oxidation mechanisms
非热喷涂，产线不能直接照搬
AI理解
要点 磁控溅射+电弧离子镀在 SLM 打印 Ti-6Al-4V 上依次沉积 Cr 2 AlC 阻挡层与 NiCrAlY 涂层。4 μm 层经 900 °C 短时氧化形成连续反应层，750-800 °C/50 h 抑制 Ti、V 外扩散并延缓 Ni 内扩散，900 °C/50 h 阻挡层内氧化失效。
能不能用 这是磁控溅射+电弧离子镀的 PVD 路线，不是热喷涂，需真空镀膜机（溅射靶+弧源），HVOF/APS 产线无法直接套用。基体是 SLM 打印 Ti-6Al-4V，与常规锻件不同。900 °C/50 h 时阻挡层自身失效（内氧化、Kirkendall 空洞、表面生成 TiO2），仅 750-800 °C 区间有效。摘要未给溅射功率、弧电流、偏压与沉积时间，4 μm 层无法复现。
存疑
- 未给 Cr 2 AlC 与 NiCrAlY 的沉积参数（溅射功率、弧电流、偏压、时间），工艺窗口无法复现。
- 只报 4 μm 为最优，其余对比厚度的具体数值与扩散、增重定量数据摘要均未给。
- 仅称“显著提高”抗氧化性，未给氧化增重或扩散系数等定量对照结果。
中文摘要
为了抑制 NiCrAlY 涂层/Ti-6Al-4V 合金体系中的界面元素互扩散并提高其高温抗氧化性，本研究采用磁控溅射和电弧离子镀在选择性激光熔化（SLM）制备的 Ti-6Al-4V 合金上依次沉积 Cr₂AlC 扩散阻挡层和 NiCrAlY 涂层。结果表明，所制备的 Cr₂AlC 薄膜呈现出具有柱状晶生长特征的致密且连续的结构，其主要由 Cr₂AlC 相和少量 Cr₇C₃ 相组成。在 900 °C 短期氧化后，4 μm 厚的 Cr₂AlC 层形成了一种相对连续的反应衍生阻挡层，其特征为富 Cr-C 区域和与 TiC 相关的区域，并在所研究的厚度中表现出最强的界面互扩散抑制效果。在 750-800 °C 氧化 50 h 期间，该阻挡层显著抑制了 Ti 和 V 的向外扩散，并适度延缓了 Ni 的向内扩散，从而维持了 NiCrAlY 涂层的成分稳定性和相稳定性。在 900 °C 氧化 50 h 后，Cr₂AlC 阻挡层发生了内氧化、结构退化和柯肯达尔孔洞生成。这些缺陷产生了局域快速扩散通道，Ti 通过这些通道穿透阻挡层并在涂层表面形成了 TiO₂。与不含阻挡层的 NiCrAlY 涂层相比，本研究制备的带有 4 μm Cr₂AlC 扩散阻挡层的 NiCrAlY 涂层可以有效控制界面扩散，从而显著提高 Ti-6Al-4V 合金上 NiCrAlY 涂层的高温抗氧化性和热稳定性。
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摘要中给出的工艺参数
| 涂层厚度 | 4 μm |
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原文依据
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