金属氧化物陶瓷涂层高温阻氘渗透性能研究

摘要：

采用射频磁控溅射方法在316L不锈钢表面沉积了 Al2O3,Cr2O3,Y2O3和ZrO2(8％Y2O3)4种单层氧化物陶瓷涂层.选用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对4种氧化物陶瓷涂层相组成、微观组织结构进行表征,结果表明,Al2O3涂层为非晶态,其他3种氧化物陶瓷涂层均为晶体结构,且涂层沉积致密,无明显微观缺陷产生.采用气相氢渗透装置对各涂层的氘渗透性能进行测试,结果表明,受氧化物中金属离子与氧的结合能的影响,在973K@80kPa氢渗透压下,厚度约为250 nm的Al2O3,Cr2O3,Y2O3和ZrO2(8％Y2O3)涂层氘渗透阻挡因子(D-PRF)分别为103,46,112和256,表明4种氧化物陶瓷涂层均具有良好的阻氘渗透性能,其中Y2O3陶瓷涂层阻氘渗透性能最好.因此,以Y2O3陶瓷涂层为例,研究厚度对涂层阻氘渗透性能的影响,在涂层厚度为139～251 nm范围内,氘渗透激活能和D-PRF随着涂层厚度的增加而线性增大.随着Y2O3涂层厚度增加,氘渗透量减少,阻氘渗透性能提高.

关键词：氘渗透性、厚度、氧化物涂层、射频磁控溅射

所属期刊栏目：45

分类号：O484(固体物理学)

资助基金：国家自然科学基金51671034

在线出版日期：2021-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：203-209