The structure of silicon coatings obtained on TZM molybdenum alloy by slurry method

• Autorzy: Jarlaczyńska A. , Kochmańska A. , Woitas A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2017.5.7

Warianty tytułu

PL

Struktura warstw krzemkowych otrzymanych na stopie molibdenu TZM metodą zawiesinową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Slurry aluminide coatings with newly-developed composition have been produced on Mo-base alloy TZM (Mo – 0.5 Ti – 0.1 Zr – 0.02 C) in an argon atmosphere. The slurry composition was: powder of silicon, halide salts as an activator and a water solution of a soluble glass as an inorganic binder. The coatings were produced at temperatures from 900 to 1200°C and times from 2 to 10 hours. The microstructure, chemical composition using energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and phase composition by X-ray diffraction (XRD) of the coatings were determined and the correlation between the technological parameters and the coating thickness was analyzed.

PL

Celem pracy było wytworzenie krzemowych warstw ochronnych na stopie molibdenu TZM (Titanium Zirconium Molybdenum) oraz charakterystyka ich struktury. Stop TZM jest żarowytrzymały, ma temperaturę topnienia znacznie wyższą niż żelazo, nikiel czy kobalt. Ze względu na zachowanie dobrych właściwości mechanicznych w wysokiej temperaturze jest jednym z najbardziej obiecujących materiałów w energetyce jądrowej, przemyśle kosmicznym oraz lotniczym. W grupie materiałów wysokotemperaturowych stop TZM wykazuje najkorzystniejszą proporcję granicy plastyczności do gęstości. Jednak wykorzystanie jego właściwości jest ograniczone koniecznością eksploatacji w próżni bądź w atmosferze obojętnej (wówczas temperatura pracy tego materiału sięga 1700°C). W środowiskach utleniających w temperaturze powyżej 540°C zarówno czysty molibden, jak i stop TZM tworzą tlenek MoO3, który w temperaturze 790°C ulatnia się, prowadząc do ubytku materiału. Odporność na utlenianie można zapewnić przez wytworzenie w procesie krzemowania na powierzchni stopu warstwy ochronnej składającej się z MoSi2. Podczas utleniania warstwy zawierającej MoSi2 w temperaturze powyżej 1200°C tworzy się na powierzchni tlenek SiO2, który ma charakter ochronny. W pracy przedstawiono wyniki badań opisujące strukturę warstw uzyskanych w wyniku krzemowania stopu molibdenu metodą zawiesinową.

Słowa kluczowe

EN

slurry method; silicon protective coating; molybdenum alloy

PL

metoda zawiesinowa; krzemowa warstwa ochronna; stopy molibdenu

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 38, nr 5
• Strony: 244--249
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Jarlaczyńska A.

• West Pomeranian University of Technology Szczecin, Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, Institute of Materials Science and Engineering

autor

Kochmańska A.

• West Pomeranian University of Technology Szczecin, Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, Institute of Materials Science and Engineering

autor

Woitas A.

• West Pomeranian University of Technology Szczecin, Faculty of Mechanical Engineering and Mechatronics, Institute of Materials Science and Engineering

Bibliografia

• [1] Tatemoto K., Ono Y., Suzuki R. O.: Silicide coating on refractory metals in molten salt. Journal of Physics and Chemistry of Solids 66 (2004) 526÷529.
• [2] Yoon J.-K., Byun J.-Y., Kim G.-H., Kim J.-S., Choi Ch.-S.: Growth kinetics of three Mo-silicide layers formed by chemical vapor deposition of Si on Mo substrate. Surface and Coatings Technology 155 (2002) 85÷95.
• [3] Suzuki R., Ishikawa M., Ono K.: MoSi2 coating on molybdenum using molten salt. Journal of Alloys and Compounds 306 (2000) 285÷291.
• [4] Kochmańska A., Jarlaczyńska A.: Ocena struktury warstw po krzemowaniu i krzemo-aluminiowaniu stopu molibdenu TZM. Inżynieria Materiałowa 6 (208) (2015) 224 ÷ 228.
• [5] Chakraborty S. P., Banerjee S., Sharma I. G., Suri A. K.: Development of silicide coating over molybdenum based refractory alloy and its characterization. Journal of Nuclear Materials 403 (2010) 152÷159.
• [6] Yoona J. K., Byuna J. Y., Kimb G. H., Kima J. S., Choic C. S.: Multilayer diffusional growth in silicon–molybdenum interactions. Thin Solid Films 405 (2002) 170÷178.
• [7] Tortorici P. C., Dayananda M. A.: Growth of silicides and interdiffusion in the Mo–Si system. Metallurgical And Materials Transactions A 30A (1999) 545÷550.
• [8] Kochmańska A., Kochmański P.: Żaroodporne warstwy Al–Si wytworzone na stopie molibdenu TZM. Inżynieria Materiałowa 6 (2014) 504÷507.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).