Исследование защитных свойств тонких металлических покрытий, полученных методом магнетронного напыления, на малолегированных сплавах молибдена

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

При изучении защитных свойств покрытий из хрома и титана на малолегированных сплавах молибдена от газовой коррозии образцы с покрытием после отжига в муфельной печи исследовались с помощью сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Показано, что фазовый состав продуктов коррозии в образцах, прошедших отжиг при разных температурах, различается. Определена зависимость глубины коррозионного поражения сплавов от толщины покрытий. Установлено, что магнетронные покрытия, начиная с определенной толщины, могут отслаиваться от подложки из малолегированных сплавов молибдена из-за дефектности структуры.

Об авторах

К. А. Коломыцев

АО НИИ НПО «ЛУЧ»; ФГАОУ ВО Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: elem.kolomycev@yandex.ru
Россия, Подольск, Московская обл.; Москва

Н. В. Потехина

АО НИИ НПО «ЛУЧ»; ФГБОУ ВО Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова

Email: elem.kolomycev@yandex.ru
Россия, Подольск, Московская обл.; Москва

Д. С. Киселёв

АО НИИ НПО «ЛУЧ»; ФГАОУ ВО Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Email: elem.kolomycev@yandex.ru
Россия, Подольск, Московская обл.; Москва

Д. А. Зайцев

АО НИИ НПО «ЛУЧ»

Email: elem.kolomycev@yandex.ru
Россия, Подольск, Московская обл.

Г. Н. Овсянников

АО НИИ НПО «ЛУЧ»; ФГБОУ ВО Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова

Email: elem.kolomycev@yandex.ru
Россия, Подольск, Московская обл.; Москва

Список литературы

  1. Huang L. Microstructure and mechanical properties of Mo-Nb single crystals via thermal annealing / Huang L., Zhang W., Hu Z Modifying // Metals. 2023. V.13. Art.1261. https://doi.org/10.3390/met13071261
  2. Yan M. Microstructure transformation of Mo–3Nb single crystal used for space thermionic reactor during welding / Yan M., Xinxin L., Huiping Z. // Progress in Nuclear Energy. 2021. V.137. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2021.103708
  3. Lange A. PVD thermal barrier coating systems for Mo–Si–B alloys / A. Lange, R. Braun, U. Schulz // Mater. High Temp. 2018. V. 35, №1–3. P.195–203. doi: 10.1080/09603409.2017.1404686
  4. Натансон, А.К. Молибден: сб. статей / А.К. Натансон; пер. с англ. – М.: Изд-во ИЛ, 1959. 304 с. – (Natanson, A.K. Molybdenum: collection of articles / A.K. Natanson; translated from English. – M.: Publ.FL, 1959. 304 p.)
  5. Зеликман, А.Н. Молибден / А.Н. Зеликман. – М.: Металлургия, 1970. 440 с. – (Zelikman, A.N. Molybdenum / A.N. Zelikman. – M.: Metallurgy, 1970. 440 p.)
  6. Gorr, B. A new strategy to intrinsically protect refractory metal based alloys at ultrahigh temperatures / B.Gorr, F. Müller, S. Schellert, H.J. Christ // Corros. Sci. 2020. V.166(2). P. 1–4.
  7. Butler, T.M. High temperature oxidation behaviors of equimolar NbTiZrV and NbTiZrCr refractory complex concentrated alloys (RCCAs) / T.M. Butler, K.J.Chaput, J.R. Dietrich // J. Alloys and Comp. 2017. V.729. P.1004–1019.
  8. Voyevodin, V. High-temperature heat-resistant coatings for protection of refractory metals and their alloys (overview) / V.Voyevodin, V. Zmii, S. Rudenkyi // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 2017. V. 56, №3–4. P.198–209.
  9. Mingming, Z. High vacuum arc ion plating TiAl coatings for protecting titanium alloy against oxidation at medium high temperatures / Mingming Z., Mingli S., Li X.// Corros. Sci. 2016. V.112. P.36– 43.
  10. Yaran, N. Microstructure evolution of plasma-sprayed MoSi2 coatings at RT-1200 °С in air/ Yaran N., Cuihong Z., Guocheng W. // J. Therm. Spray Tech. 2018. V.27. P. 938–948.
  11. Yaran, N. Microstructure characteristics and oxidation behavior of molybdenum disilicide coatings prepared by vacuum plasma spraying / Yaran N., Xiaoai F., Hongyan W. // Thermal Spray. 2013. V.22, №2–3. P. 96–103.
  12. Lange, A. Oxidation behavior of magnetron sputtered double layer coating molybdenum, silicon and boron / A. Lange, R. Braun, M. Heilmaier // Intermetallics. 2014. V.48. P. 19–27.
  13. Govindarajan, S. Synthesis of molybdenum disilicide on molybdenum substrates / S.Govindarajan, B. Mishra , D.L. Olson // Surface and Coatings Techn. 1995. V.76–-77. P.7–13.
  14. Majumdar, S. Development of multilayer oxidation resistant coatings on niobium and tantalum/ S Majumdar., P. Sengupta, G.B. Kale // Surface and Coatings Techn. 2006. V.200. P.3713–3718.
  15. Xu, Z. The protection, challenge, and prospect of anti-oxidation coating on the surface of niobium alloy/ Xu Z., Tao F., Kunkun C. // Coatings. 2011. V.11, №742.
  16. Mayr-Schmoler, B. Diffusion assisted reactive coatings for plasma resistant tungsten surfaces / B. Mayr-Schmoler, Th. Werninghaus, D. Wirges // Metal Powder Report. 2016. V.0. P.1–5.
  17. Ziyuan, Z. A new strategy to efficiently fabricate tungsten carbide coating on tungsten: Two-step interstitial carburization / Z. Ziyuan, L. Fuyuan, Z. Mingxuan // Surface and Coatings Techn. 2020. V.389. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125579
  18. Tang, Z Characterization and oxidation behavior of silicide coating on multiphase Mo–Si–B alloy/ Z. Tang, A. Thom, M. Kramer, M. Akinc // Intermetallics. 2008. V.16. P.1125– 1133.
  19. Fotovvati, B. On coating techniques for surface protection: A review/ B. Fotovvati, N. Namdari, A. Dehghanghadikolaei // Manufact. Mater. Proc. 2019. V.3, № 28. P.1–22.
  20. Hidnert, P. Thermal expansion of molybdenum / P. Hidnert, W.B. Gero // Scientific papers of the bureau of standards. 1924. V.488. №10. P. 429–444.
  21. Казанцев, Е.И. Промышленные печи: cправ. руководство для расчетов и проектир. / Е.И. Казанцев. – М.: Металлургия, 1975. 452 с. – (Kazantsev, E.I. Industrial furnaces: reference. manual for calculations and design / E.I. Kazantsev. – M.: Metallurgy, 1975. 452 p.)
  22. Moree, D.G. Study of chromium-frit-type coatings for high-temperature protection of molybdenum / D.G. Moree, L.H. Bolz , J.W. Pitts // Techn. Note. 1951. №2422.
  23. Aniolek, K. Characteristic of oxide layers obtained on titanium in the process of thermal oxidation / K. Aniolek, M. Kupka, A. Barylski // Arch. Metal. Mater. 2016. V.61. P.853–856.
  24. Lyon, S. Corrosion of molybdenum and its alloys / S. Lyon // Shreir՛s Corrosion. 2010. V.3. P. 2157–2167.
  25. Юхневич, Р. Техника борьбы с коррозией / Р. Юхневич, Е. Валашковский, А. Видуховский, Г. Станкевич; под ред. А.М. Сухотина. — Л.: Химия. ЛО, 1978. 301 с. – (Yukhnevich, R. Corrosion control technique / R. Yukhnevich, E. Valashkovsky, A. Vidukhovsky, G. Stankevich; edited by A.M. Sukhotin. — L.: Chemistry. LO, 1978. 301 p.)
  26. Biswas, B. Defect growth in multilayer chromium nitride/niobium nitride coatings produced by combined high power impulse magnetron sputtering and unbalance magnetron sputtering technique / B. Biswas, Y. Purandare, A.A. Sugumaran // Thin Solid Films. 2017. V.636. P.558–566.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025