近期，省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室和材料科學與工程學院李文生教授團隊的最新科研成果《Achieving superior hot corrosion resistance by PVD/HVOF duplex design》在國際腐蝕科學領域TOP期刊Corrosion Science（影響因子6.479）在線發表。該研究工作是由李文生教授團隊與中科院蘭州化學物理研究所張廣安研究員團隊合作完成，第一作者為甘肅省優秀碩士學位論文獎獲得者湯鵬君。
高溫環境下的氧化及熱腐蝕是材料損傷的重要形式，單一的HVOF涂層與PVD薄膜很難實現高效的熱腐蝕防護，李文生團隊通過構筑PVD/HVOF膜層復配防護體系實現了HVOF涂層與PVD薄膜性能優勢的有機結合，最終取得了優異的抗熱腐蝕性能。本文首次針對熔鹽介質中CrN/Cr3C2-NiCr復合涂層的熱腐蝕問題開展了系統研究，發現CrN/Cr3C2-NiCr復合涂層表面生成致密且均勻的Cr2O3氧化物保護膜，表現出優異的抗熱腐蝕性能，腐蝕氧化膜的厚度僅為Cr3C2-NiCr涂層腐蝕氧化膜厚度的十分之一，表明膜層復配設計能夠有效抑制高溫腐蝕介質的擴散和遷移，進而減緩熱腐蝕進程。該研究通過探究熱腐蝕界面材料的物相成分及微觀組織結構的演化行為揭示了高溫腐蝕介質作用下該類復合涂層表面高溫腐蝕氧化膜的形成機理，明確了復合涂層-氧化膜界面、氧化膜-腐蝕介質界面反應速率及腐蝕介質通過氧化膜擴散和遷移速率的主要影響因素與控制規律。從CrN薄膜封閉Cr3C2-NiCr涂層表面空隙并改善高溫抗氧化性能、Cr3C2-NiCr涂層為CrN薄膜提供支撐且減緩熱應力及膜層界面抑制腐蝕介質擴散的角度出發揭示了該類膜層復配體系在熱腐蝕環境下的膜層協同作用機制。
該項工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃-政府間國際科技創新合作重點專項及科技部絲綢之路經濟帶金屬表面工程技術國家國際科技合作基地的支持。
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