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三元层状陶瓷Mn+1AXn相结合了金属和陶瓷的优异性能,具有潜在的广泛应用前景。而其中的Cr2AlC因为其优良的抗高温氧化和抗热腐蚀性能而受到人们的广泛关注。但是作为一种陶瓷材料,合成大尺寸的Cr2AlC还存在困难,限制了其实际的应用。而Cr2AlC涂层的制备对于克服块体材料制备上的限制,具有重要的实用价值。然而,目前对于Cr2AlC涂层,仅限于通过磁控溅射技术沉积制备,采用多弧离子镀技术沉积Cr2AlC涂层尚未有报道。本文以高温合金M38G为基体,采用多弧离子镀技术沉积了Cr2AlC涂层。利用XRD、SEM(EDS)、EPMA等分析检测手段,分析了涂层的微观组织、表面形貌、截面结构、元素成分。采用维氏硬度计、ROMULUS IV拉脱实验仪研究了涂层的硬度,膜-基结合强度等力学性能。通过恒温氧化和循环氧化研究了Cr2AlC涂层的抗高温氧化性。主要研究内容包括:(1)通过原位热压法制备了Cr2AlC靶材,经XRD分析,靶材为纯度很高的Cr2AlC相。采用Cr2AlC为阴极靶材,在高温合金M38G上沉积了Cr2AlC涂层。XRD分析表明室温下沉积得到的涂层为非晶态。(2)采用多弧离子镀制备Cr2AlC涂层的过程中,单个Cr2AlC靶材得到的涂层中存在较多的Al和C的缺位,因此需要通过同步补充Al和C元素来获得符合Cr2AlC计量比的涂层。(3)由于在室温下沉积得到的涂层为非晶态,因此我们采用对涂层进行退火处理的方法使其转变成晶态。结果表明,1000℃高真空下及850℃纯Ar气氛围中退火,涂层中Al会快速挥发掉,只能得到Cr-C化合物。而620℃Ar气氛下20h是较适宜的退火工艺,可以得到以Cr2AlC为主相的涂层。(4)对以Cr2AlC为主相的涂层的力学性能和抗高温氧化性进行了检测。结果表明涂层同基体间结合良好,膜-基交界处并没有出现涂层被掀起的形态,膜-基结合强度高达69MPa;同时,涂层表面大颗粒及Cr2Al金属化合物的存在,使涂层具有很高的硬度;氧化实验证明1000℃氧化初期,涂层的氧化增重高于未涂覆涂层基体的氧化增重。随着氧化的进行,涂层的氧化增重逐渐变缓慢,15次后低于基体氧化增重。这与涂层的微观结构有关。氧化初期,02沿着晶界快速氧化涂层,氧化增重明显变大。随着时间推移,涂层表面出生成一层致密的Cr203膜,阻止了O2内扩散,从而阻止了涂层进一步氧化,涂层的氧化增重曲线变平缓。