Żaroodporne powłoki ceramiczno-metaliczne

Abstract

Celem pracy doktorskiej było opracowanie metody wytwarzania i przebadania nowej generacji żaroodpornych powłok AlMoSi z różnymi barierami dyfuzyjnymi: SiC, $Si_{3}N_{4}$ oraz TiNC/TiCN nałożonych na podłoża metaliczne (1H17 i OH18N9). Do osadzania barier dyfuzyjnych i powłok żaroodpornych zastosowano metodę reaktywnego rozpylania magnetronowego. Skład fazowy zgorzelin badano, wykorzystując metodę dyfrakcji promieni rentgenowskich (XRD - CuKα). Obserwacje mikrostruktury barier dyfuzyjnych i powłok żaroodpornych przeprowadzono, stosując skaningową mikroskopię elektronową (SEM + EDS). Otrzymane powłoki żaroodporne poddano długotrwałym pomiarom żaroodporności w atmosferach zawierających tlen i siarkę w zakresie temperatur 873 - 1173 K, ciągłą izotermiczną metodą termograwimetryczną. Wykonano badania stabilności termicznej powłok w atmosferze argonu w zakresie temperatur 973 - 1173 K metodą dyfuzyjnej obróbki cieplnej, tak aby wyeliminować dyfuzję reakcyjną w wyniku utleniania. Wykonano również pomiary cyklicznego utleniania powłok w atmosferze powietrza w temperaturze 1073 K, w celu stwierdzenia ewentualnego ich rozwarstwiania się i odpryskiwania. Na szczególne podkreślenie zasługują dobre własności ochronne omawianych powłok na stali 1H17 w atmosferze tlenu i siarki. Szybkość utleniania tych powłok w zakresie temperatur do 1073 K jest porównywalna z szybkością utleniania alumina formers i chromia formers. Natomiast szybkość siarkowania powłok jest porównywalna z szybkością siarkowania czystego molibdenu i stopów Fe-30Mo-9Al, a jednocześnie o około 3 rzędów wielkości mniejsza od szybkości siarkowania typowych chromia i alumina formers.