阻氚用Fe-Al渗铝层表面稳态相Al2O3膜生长机理研究

摘要：

为阐释Fe-Al渗铝层表面暂态相Al2 O3膜向稳态相α-Al2 O3膜的转变机理,探索稳态相α-Al2 O3膜制备的氧化工艺参数范围,采用掠入射角X射线衍射仪、辉光放电光谱仪、聚焦离子束、透射电镜等,结合热重分析对CLAM钢基体Fe-Al渗铝层在940～980℃ 、1 Pa～20 kPa参数下的氧化生长行为进行了深入表征与机理分析.研究结果表明,在1 Pa～20 kPa氧分压范围内Al2 O3膜生长初期反应速率常数随着氧分压的升高而增大,而后期反应速率常数反而随之下降;采用掠入射角X射线衍射仪对3～180 min氧化不同时期表面Al2 O3膜的相结构进行了掠入射角分析,推测Al2 O3膜的生长经历了从氧化初期形成暂态相γ-Al2 O3(15 min)→过渡态相α-(Al0.948 Cr0.052)2 O3(30 min)→稳态相α-Al2 O3(120～180 min)的演变过程,最短相转变时间约60～90 min,连续Al2 O3膜厚度约2000 nm;同时,结合聚焦离子束对30、120 min形成的Al2 O3膜表面进行了精确定向切割制样,并采用透射电镜选区电子衍射分析验证了相转变前Al2O3膜结构为过渡态相α-(Al0.948Cr0.052)2O3(113),转变后为稳态相α-Al2O3(113),证实了Cr作为第三组元促进暂态相向稳态相α-Al2 O3的转变规律.

关键词：阻氚涂层、Al2O3膜、α-Al2O3、稳态相

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分类号：TL81(粒子探测技术、辐射探测技术与核仪器仪表)

资助基金：科技部ITER项目资助2014GB111003

在线出版日期：2020-12-21（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：2330-2336