鎳基合金表面二硅化鉬復(fù)合涂層的制備和性能

顏建輝，李益民，張厚安，唐思文，許劍光，劉龍飛

(1. 湖南科技大學(xué) 先進(jìn)材料制備及應(yīng)用技術(shù)研究所，湘潭 411201；2. 中南大學(xué) 粉末冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410083；3. 廈門理工學(xué)院 材料科學(xué)與工程系，廈門 361024)

鎳基合金表面二硅化鉬復(fù)合涂層的制備和性能

顏建輝1，李益民2，張厚安3，唐思文1，許劍光1，劉龍飛1

(1. 湖南科技大學(xué) 先進(jìn)材料制備及應(yīng)用技術(shù)研究所，湘潭 411201；2. 中南大學(xué) 粉末冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410083；3. 廈門理工學(xué)院 材料科學(xué)與工程系，廈門 361024)

為了改善K403鎳基高溫合金的高溫抗氧化性能，采用大氣等離子噴涂在鎳基合金表面制備了4種不同結(jié)構(gòu)的MoSi2復(fù)合涂層。結(jié)果表明：4種結(jié)構(gòu)涂層中K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%(體積分?jǐn)?shù))ZrO2-MoSi2/MoSi2復(fù)合涂層的抗熱震性能最好，且該涂層的界面結(jié)合強(qiáng)度最高(22.5 MPa)。MoSi2涂層的自身結(jié)合強(qiáng)度大于涂層界面結(jié)合強(qiáng)度，結(jié)合機(jī)理以機(jī)械咬合式為主。該復(fù)合涂層在1 200 ℃氧化120 h后的質(zhì)量增加僅為3.42 mg/cm2，提高K403合金和傳統(tǒng)氧化鋯涂層的抗氧化性能。MoSi2復(fù)合涂層表面在高溫時(shí)生成了一層致密的SiO2保護(hù)膜，阻礙了氧的擴(kuò)散，減輕了過(guò)渡層NiCoCrAlY/ZrO2界面處的氧化。

鎳基合金；二硅化鉬；復(fù)合涂層；組織；性能

鎳基高溫合金因其具有較好的綜合性能已被廣泛用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)和各類燃?xì)廨啓C(jī)的熱端部件。隨著航空航天工業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越高的渦輪進(jìn)口溫度要求其葉片材料必須具有更高的抗高溫氧化腐蝕的能力[1]。可行的方法是在鎳基合金表面涂覆防護(hù)涂層。鎳基合金的防護(hù)涂層主要有金屬間化合物涂層、金屬涂層、熱障涂層和表面改性涂層[2?4]。傳統(tǒng)的金屬間化合物涂層和金屬涂層難以滿足高壓渦輪葉片長(zhǎng)時(shí)間抗高溫氧化的工作要求，使用溫度一般不能超過(guò)1 100℃。用氧化釔部分穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷涂層可降低渦輪葉片表面溫度200 ℃左右[5?6]。但是，通過(guò)氧化鋯涂層進(jìn)行離子擴(kuò)散和通過(guò)涂層孔洞或裂紋擴(kuò)散是傳統(tǒng)熱障涂層運(yùn)輸氧的兩種主要途徑[7-8]，由此，導(dǎo)致過(guò)渡層和氧化鋯界面的TGO生長(zhǎng)過(guò)快，使得氧化鋯涂層脫落而過(guò)早失效[9?10]。因此，尋找一些具有更好抗高溫性能的涂層材料，以突破ZrO2的壽命極限顯得非常重要。金屬間化合物二硅化鉬(MoSi2)具有優(yōu)異的高溫抗氧化性能，在1 000 ℃以上具有延展性，為緩解涂層熱應(yīng)力提供了幫助，是一種發(fā)展?jié)摿O大的高溫抗氧化涂層[11?12]。所以，把MoSi2作為氧化鋯熱障涂層的最外層，有望緩解過(guò)渡層與陶瓷層界面處的氧化，提高傳統(tǒng)氧化鋯熱障涂層的高溫抗氧化性能。為了解決鎳基合金與MoSi2熱膨脹系數(shù)不匹配的問(wèn)題，使復(fù)合涂層同時(shí)具有熱障功效和更好的抗氧化性，本文作者以MoSi2作為鎳基合金的最外層，設(shè)計(jì)并制備了4種不同結(jié)構(gòu)的MoSi2復(fù)合涂層，對(duì)復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)、結(jié)合強(qiáng)度、抗熱震性能及抗氧化性能進(jìn)行了初步的探討，旨在為提高鎳基合金的高溫抗氧化性能提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

基體材料為K403鎳基合金，打底層NiCoCrAlY粉末由北京礦冶研究總院提供，粒度為38～74 μm。納米氧化鋯團(tuán)聚體粉末(8%Y2O3-ZrO2)由武漢材料保護(hù)所提供，粒度為20～40 μm。自制近球形MoSi2團(tuán)聚粉末[12]，粒度為30～54 μm。30%(體積分?jǐn)?shù))ZrO2-MoSi2復(fù)合粉末由納米8%Y2O3-ZrO2和MoSi2團(tuán)聚粉末按體積比均勻混合而成。根據(jù)K403基體與MoSi2膨脹系數(shù)的匹配關(guān)系，設(shè)計(jì)了以下4種不同類型復(fù)合涂層，采用APS?2000型大氣等離子噴涂設(shè)備制備涂層，主要噴涂參數(shù)及涂層厚度見(jiàn)表1。

1) K403/NiCoCrAlY/MoSi2

2) K403/NiCoCrAlY/ZrO2/MoSi2

3) K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%(體積分?jǐn)?shù))ZrO2-MoSi2

4) K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%(體積分?jǐn)?shù))ZrO2-MoSi2/MoSi2

用拉伸法(GB/T8642—2002標(biāo)準(zhǔn))測(cè)定復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度，試驗(yàn)值為相同試驗(yàn)條件下5個(gè)試樣的算術(shù)平均值。復(fù)合涂層的抗熱震性能根據(jù)航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB7269—96進(jìn)行測(cè)試：4種不同類型的復(fù)合涂層試樣在 1 000 ℃箱式電爐中加熱保溫5 min，隨后放入大氣中冷卻，反復(fù)重復(fù)這一過(guò)程，直到涂層剝落面積達(dá)到5%時(shí)，涂層完全失效為止。用記錄MoSi2復(fù)合涂層失效時(shí)的熱震次數(shù)表征涂層的抗熱震性能。

氧化試驗(yàn)于1 200 ℃在馬沸爐中進(jìn)行。樣品放入高純氧化鋁坩堝，每隔一定時(shí)間，從箱式電阻爐中取出樣品，自然冷卻后采用分析天平( 感應(yīng)量10?4g) 稱樣品的質(zhì)量(不計(jì)脫落物質(zhì)量)，隨后又放入爐中繼續(xù)氧化，樣品在爐中氧化的累計(jì)時(shí)間為120 h。

利用德國(guó)D8?Advance型全自動(dòng)X射線衍射儀檢測(cè)涂層的物相組成，采用JSM?5100LV掃描電鏡觀察涂層的表面和截面形貌。

2 結(jié)果與討論

2.1 MoSi2涂層組織結(jié)構(gòu)

圖1所示為MoSi2涂層的表面XRD譜。涂層由MoSi2(t)相、MoSi2(h)相和少量的Mo5Si3相組成。噴涂粉末的MoSi2相是屬于穩(wěn)定的C11b型(簡(jiǎn)稱MoSi2(t))四方晶體結(jié)構(gòu)。由于等離子噴涂火焰溫度非常高，MoSi2(t)在等離子射流中，迅速?gòu)某厣粮邷刂敝寥刍?，高溫時(shí)會(huì)發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，熔融的MoSi2(t)絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)镸oSi2(h)晶體結(jié)構(gòu)(MoSi2(h)結(jié)構(gòu)在1 900 ℃以上為不穩(wěn)定的相[13])。由于熔滴碰撞到基體材料表面后急劇冷卻(冷卻速度可達(dá)106K/s)、凝固、形成淬冷組織[14]，所以在等離子噴涂快速冷卻過(guò)程中，MoSi2(h)很難發(fā)生相變，使得六方結(jié)構(gòu)MoSi2(h)得以保存下來(lái)。圖2為涂層SEM背散射電子像，涂層經(jīng)過(guò)了加熱、加速、變形和冷卻等過(guò)程形成了典型的層狀結(jié)構(gòu)。

表1 各涂層的噴涂工藝參數(shù)Table 1 Processing parameters of coatings

圖1 MoSi2涂層X(jué)RD譜Fig. 1 XRD pattern of MoSi2coating

2.2 復(fù)合涂層的微觀組織

圖2 MoSi2涂層截面組織Fig. 2 Section morphology of MoSi2coating

圖3 4種復(fù)合涂層的截面形貌Fig. 3 Cross-section morphologies of four kinds of coatings: (a) K403/NiCoCrAlY/MoSi2; (b) K403/NiCoCrAlY/ZrO2/MoSi2; (c) K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%ZrO2-MoSi2; (d) K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2

圖3所示為4種不同類型復(fù)合涂層的截面形貌。由圖3可見(jiàn)，各種涂層的層與層之間的界面均呈“犬齒”狀機(jī)械結(jié)合，界面基本沒(méi)有出現(xiàn)大的孔洞和裂紋，相互之間結(jié)合較好，涂層較致密。K403/NiCo-CrAlY2O3/ZrO2/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2復(fù)合涂層的ZrO2、30%ZrO2-MoSi2和MoSi2三層之間的兩個(gè)界面在背散射像下沒(méi)有明顯的區(qū)別，表明成分逐漸變化的界面結(jié)合較好(見(jiàn)圖3(d))。

2.3 復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度

4種復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，4種不同類型的復(fù)合涂層中K403/NiCoCrAlY/MoSi2涂層的抗拉強(qiáng)度最低(為10.27 MPa)，K403/NiCoCrAlY/ ZrO2/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度最高(為22.50 MPa)，斷裂位置均發(fā)生在各層的界面處而未發(fā)生在層內(nèi)?？梢?jiàn)，4種復(fù)合涂層中MoSi2涂層自身結(jié)合強(qiáng)度高于所有的界面結(jié)合強(qiáng)度，中間層數(shù)的引入增加了涂層的結(jié)合強(qiáng)度。各種復(fù)合涂層的斷裂位置如圖4所示。對(duì)于K403/NiCoCrAlY/MoSi2涂層來(lái)說(shuō)，斷裂在NiCoCrAlY和MoSi2涂層界面處發(fā)生，該界面處于結(jié)合薄弱環(huán)節(jié)；K403/NiCoCrAlY2O3/ZrO2/MoSi2涂層中的ZrO2/MoSi2界面結(jié)合較差，斷裂在MoSi2和ZrO2涂層界面處發(fā)生；而對(duì)于K403/NiCoCrAlY/ ZrO2/30%ZrO2-MoSi2和K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30% ZrO2-MoSi2/MoSi2復(fù)合涂層來(lái)說(shuō)，約2/3的斷裂從NiCoCrAlY和ZrO2界面處發(fā)生，約1/3的斷裂從基體和NiCoCrAlY界面處發(fā)生，說(shuō)明該復(fù)合涂層的主要薄弱環(huán)節(jié)是NiCoCrAlY/ZrO2界面。

熱噴涂MoSi2涂層的結(jié)合強(qiáng)度主要取決于噴涂粒子之間、粒子與基體之間的結(jié)合狀況以及基體和涂層體系中的殘余應(yīng)力狀況。粒子沉積過(guò)程結(jié)束后，材料由高溫快速冷卻到常溫時(shí)，涂層與基體不同的熱膨脹系數(shù)可以產(chǎn)生較大的失配應(yīng)變。在4種復(fù)合涂層中，K403/NiCoCrAlY/MoSi2涂層中的NiCoCrAlY/MoSi2界面熱膨脹系數(shù)相差最大，制備過(guò)程中產(chǎn)生的失配應(yīng)變最大，界面間產(chǎn)生較大殘余應(yīng)力，導(dǎo)致該界面處產(chǎn)生微裂紋和氣孔，故其結(jié)合強(qiáng)度低。而對(duì)于K403/ NiCoCrAlY/ZrO2/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2涂層，由于從金屬粘結(jié)層到最外層MoSi2采用納米ZrO2和30%ZrO2-MoSi2作為過(guò)渡層材料，使涂層的熱膨脹系數(shù)逐漸變化，消除了涂層中的成分突變和涂層中的宏觀層間界面以及由此造成的物理性質(zhì)突變，緩解了涂層中的熱應(yīng)力和界面處的應(yīng)力集中，改善了涂層界面的結(jié)合狀況，提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度。

表2 涂層的結(jié)合強(qiáng)度Table 2 Adhesive strength of coatings

圖4 4種復(fù)合涂層拉伸試驗(yàn)涂層撕裂面Fig. 4 Fracture surfaces of four kinds of coatings under tensile testing: (a)～(b) K403/NiCoCrAlY/MoSi2; (c)～(d) K403/NiCoCrAlY/ ZrO2/MoSi2; (e)～(f) NiCoCrAlY/ZrO2/30%ZrO2-MoSi2; (g)～(h) K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2

2.4 4種復(fù)合涂層的抗熱震性能

K403鎳基高溫合金4種MoSi2復(fù)合涂層在1 000℃空淬條件下的抗熱震次數(shù)見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2復(fù)合涂層的抗熱震性能最好(可達(dá)34次)，而K403/ NiCoCrAlY/MoSi2抗熱震效果最差(僅為5次)。另外，從4種不同類型涂層的結(jié)合強(qiáng)度結(jié)果來(lái)看，K403/ NiCoCrAlY/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2涂層內(nèi)部各個(gè)界面結(jié)合強(qiáng)度最高，界面之間的機(jī)械咬合力較大，能夠承受較強(qiáng)的交替變換的冷熱載荷能力。

熱震失效主要是各涂層界面處的熱膨脹應(yīng)力所致。在反復(fù)加熱過(guò)程中，界面處儲(chǔ)積的應(yīng)變能密度逐漸增加，K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%ZrO2-MoSi2/ MoSi2復(fù)合涂層界面熱膨脹系數(shù)相差最小，克服了MoSi2表面層與金屬底層之間的物理性質(zhì)突變現(xiàn)象，緩解了涂層中的熱應(yīng)力和界面處應(yīng)力集中，從而增強(qiáng)了涂層的抗熱震能力。圖5所示為K403/NiCoCrAlY/ 30%ZrO2-MoSi2/MoSi2涂層熱震34次后的截面形貌。由圖5可見(jiàn)，ZrO2涂層與NiCoCrAlY出現(xiàn)了橫向界面裂紋，在ZrO2涂層內(nèi)部還出現(xiàn)了少量垂直界面的微裂紋，這些裂紋的存在可以釋放部分應(yīng)力，而最外層的MoSi2涂層內(nèi)部出現(xiàn)了大量裂紋和MoSi2脫落的現(xiàn)象。

圖5 K403/NiCoCrAlY/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2涂層熱震截面形貌Fig. 5 Cross-section morphology of K403/NiCoCrAlY/ 30%ZrO2-MoSi2/MoSi2coating after thermal shocking

熱震試驗(yàn)時(shí)，加熱和冷卻過(guò)程周期性變化，致使MoSi2涂層內(nèi)應(yīng)力也呈周期性變化，即涂層經(jīng)受循環(huán)應(yīng)力的作用。陶瓷材料有確定的疲勞強(qiáng)度極限，當(dāng)涂層所經(jīng)受的循環(huán)應(yīng)力高于涂層的疲勞強(qiáng)度極限時(shí)，涂層內(nèi)將產(chǎn)生裂紋；裂紋一旦形成，脆性的MoSi2陶瓷涂層對(duì)其阻礙作用很小。所以，MoSi2內(nèi)部的裂紋將迅速擴(kuò)展直至涂層剝落。對(duì)于納米ZrO2涂層來(lái)說(shuō)，由于ZrO2陶瓷層中存在較多的微裂紋和孔隙等缺陷，在高溫作用下，當(dāng)過(guò)渡層界面氧化物形成尚不嚴(yán)重時(shí)，熱膨脹不匹配應(yīng)力可以通過(guò)微裂紋的自由擴(kuò)展或愈合釋放，或者通過(guò)形成新裂紋釋放。K403/NiCoCrAlY/ 30%ZrO2-MoSi2/MoSi2涂層的熱震失效發(fā)生在MoSi2表面層與30%ZrO2-MoSi2層的界面處，其斷裂是一個(gè)裂紋形成與擴(kuò)展的過(guò)程，該失效過(guò)程具有連續(xù)性：即首先在界面形成微裂紋，然后微裂紋連接形成粗大網(wǎng)狀裂紋，最后導(dǎo)致MoSi2陶瓷面層的剝落。

2.5 鎳基MoSi2復(fù)合涂層的氧化特性

K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2復(fù)合涂層、氧化鋯涂層以及基體材料在1 200 ℃氧化120 h時(shí)的氧化動(dòng)力學(xué)曲線如圖6所示。由圖6可見(jiàn)，K403合金質(zhì)量減少非?？?，氧化層脫落現(xiàn)象嚴(yán)重。ZrO2涂層氧化120 h后質(zhì)量增加為8.10 mg/cm2，隨后還有遞增的趨勢(shì)；MoSi2復(fù)合涂層在初始氧化階段(10 h內(nèi))質(zhì)量增加較快，隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品質(zhì)量增加逐漸緩慢，然后呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢(shì)。MoSi2復(fù)合涂層氧化120 h后質(zhì)量增加為3.42 mg/cm2，氧化速率為2.85×10?2mg/cm2·h。與K403合金和傳統(tǒng)氧化鋯熱障涂層相比，MoSi2復(fù)合涂層的抗氧化性能較好。

圖6 涂層和K403合金在1 200 ℃氧化120 h動(dòng)力學(xué)曲線Fig. 6 Oxidation dynamics curves of coating and K403 alloy at 1 200 ℃ for 120 h

K403合金表面氧化時(shí)主要生成NiO、Co2CrO4、NiWO4等物質(zhì)，沒(méi)有形成保護(hù)性的氧化膜，對(duì)基體材料不能起到保護(hù)作用。納米ZrO2涂層氧化120 h后的過(guò)渡層和ZrO2界面處形貌如圖7(a)所示。由圖7(a)可見(jiàn)，涂層中的NiCoCrAlY已經(jīng)出現(xiàn)明顯的氧化現(xiàn)象，界面處反應(yīng)生成NiO、Al2O3和Cr2O3等復(fù)雜的氧化物。高溫下熱障涂層中由于γ-Al2O3到α-Al2O3的相變，會(huì)引起附加的殘余應(yīng)力。若生成Al2O3較厚，則會(huì)導(dǎo)致涂層剝落、過(guò)早地失效。大量氧化物形成并不斷向ZrO2表面層中生長(zhǎng)，是導(dǎo)致涂層熱穩(wěn)定失效的主要原因之一。

圖7 涂層氧化120 h后的截面形貌Fig. 7 Cross-section morphologies of coating oxidized for 120 h: (a) NiCoCrAlY/ZrO2boundary of nano-ZrO2coating; (b) Oxidized K403/NiCoCrAlY/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2coating; (c) NiCoCrAlY/ZrO2boundary of K403/NiCoCrAlY/30%ZrOMoSi2/MoSi2coating

圖8 涂層氧化120 h的表面XRD譜Fig. 8 XRD pattern of MoSi2coating oxidized for 120 h

MoSi2復(fù)合涂層氧化120 h后的截面形貌如圖7(b)和(c)所示，結(jié)合涂層氧化后表面X射線衍射結(jié)果(圖8)可知，MoSi2涂層表面生成了一層致密的SiO2氧化層，SiO2層下面主要是MoSi2和Mo5Si3等物質(zhì)。由于高溫度下SiO2處于流動(dòng)性較好的狀態(tài)，質(zhì)點(diǎn)的遷移能力增強(qiáng)，表面氧化層內(nèi)部沒(méi)有裂紋等缺陷，易形成連續(xù)而致密的保護(hù)膜，能夠阻止空氣中的氧原子對(duì)基體材料的侵入[15]。同時(shí)，玻璃態(tài)的SiO2能夠彌補(bǔ)和填充涂層中的裂紋，具有自愈合功能。這些特點(diǎn)保證了MoSi2涂層具有出色的高溫抗氧化性。另外，比較圖7(a)和(c)可知，MoSi2復(fù)合涂層的過(guò)渡層NiCoCrAlY和ZrO2界面處生成的氧化物比傳統(tǒng)納米ZrO2涂層要少?？梢?jiàn)，MoSi2復(fù)合涂層提高了傳統(tǒng)ZrO2涂層的抗氧化性能。

3 結(jié)論

1) 4種不同結(jié)構(gòu)的MoSi2復(fù)合涂層中，層與層之間界面均以咬合形式機(jī)械結(jié)合；K403/NiCoCrAlY/ ZrO2/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度最高，為22.5 MPa。ZrO2、30%ZrO2-MoSi2、MoSi2這3層之間的界面不明顯，成分逐漸變化的界面增加了涂層的結(jié)合強(qiáng)度。

2) MoSi2涂層的自身結(jié)合強(qiáng)度均大于涂層各界面結(jié)合強(qiáng)度。K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%ZrO2-MoSi2/ MoSi2復(fù)合涂層的抗熱震性能最好，在1 000 ℃保溫5 min、空淬條件下的抗熱震性能為34次。

3) K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%ZrO2-MoSi2/MoSi2復(fù)合涂層在1 200 ℃氧化120 h后的質(zhì)量增加為3.42 mg/cm2，該復(fù)合涂層減輕了傳統(tǒng)ZrO2涂層中NiCoCrAlY/ZrO2界面處的氧化，提高了K403高溫合金和傳統(tǒng)ZrO2熱障涂層的高溫抗氧化性能，這歸因于復(fù)合涂層表面生成了一層致密的SiO2保護(hù)膜。

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(編輯 李艷紅)

Preparation and properties of molybdenum disilicide composites coatings on surface of nickel-based alloy

YAN Jian-hui1, LI Yi-min2, ZHANG Hou-an3, TANG Si-wen1, XU Jian-guang1, LIU Long-fei1
(1. Advanced Materials Synthesis and Application Technology Institute, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China; 2. State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, China; 3. Department of Material Science and Engineering, Xiamen University of Technology, Xiamen 361024, China)

In order to improve the oxidation resistance of nickel-based alloy at high temperature, four kinds of MoSi2composite coatings were successfully prepared on the nickel-based alloys surface by air plasma spraying. The results indicate that the thermal shock resistance and the adhesion strength (22.5 MPa) of K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%(volume fraction)ZrO2-MoSi2/MoSi2composites coating are the best among the four kinds of coatings. The self-bonding strength of MoSi2coating is greater than the interfacial bond strength of the composites coating, and the bond mechanism is mechanical bond with bite combination. The mass increment is only 3.42 mg/cm2when MoSi2composites coating is oxidized at 1 200 ℃ for 120 h. Compared with the nickle-based alloy and the conventional thermal barrier coating, the oxidation resistance of the MoSi2composites coating is improved. During the high-temperature oxidation process, a dense SiO2layer is formed on the surface of the MoSi2coating，which hinder the diffusion of oxygen. The oxidation degree of the boundary between the NiCoCrAlY and zirconia ceramic is relieved.

nickel-based alloy; molybdenum disilicide; composites coating; microstructure; properties

TB304

A

湖南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11JJ3063, 12JJ9011)；湖南省教育廳科研項(xiàng)目(11B047，11C0513)；江蘇省新型環(huán)保重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題基金資助項(xiàng)目(AE201108)

2011-09-13；

2012-03-28

顏建輝，副教授，博士；電話：0731-58290847；E-mail: yanjianhui88@163.com

1004-0609(2012)10-2839-07