[發明專利]Nb-Si基超高溫合金基體表面金屬Mo-Re復合膜及電鍍方法

在審

• 申請號: 201811578512.0
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109609985A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 郭喜平;岳高;喬彥強
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C25D3/54
• 分類號: C25D3/54;C25D5/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發明涉及一種Nb?Si基超高溫合金基體表面金屬Mo?Re復合膜及電鍍方法，膜層為雙層結構，由外至內依次為Mo層和Re粘接層，制備工藝為電化學沉積法，其方法是：將預處理后的基體作為陰極，高純石墨為陽極，置于預先配制好的含ReO₄^?離子的檸檬酸溶液中并連通電路，采用直流電鍍法沉積一層厚約4?5μm的金屬Re膜；然后將試樣洗凈吹干繼續作為陰極，Pt片作為陽極，置于預先配制好的含Mo₇O₂₄^6?離子的過飽和醋酸鹽溶液中并連通電路，采用直流電鍍法沉積金屬Mo膜。通過控制實驗參數，可在Re膜上沉積不同厚度和組成的Mo膜，從而獲得結合良好的Mo?Re復合膜。

技術領域

本發明屬于電化學表面改性技術領域，涉及一種Nb-Si基超高溫合金基體表面金屬Mo-Re復合膜及電鍍方法。

背景技術

MoSi₂具有密度低、熔點高、高溫抗氧化性能優異等特點，可用作Nb-Si基超高溫合金表面的抗氧化涂層。制備MoSi₂涂層一般是采用先沉積Mo膜，然后再高溫包埋滲Si處理的兩步法，然而現有的Mo膜制備方法昂貴且過程復雜，不利于推廣。電鍍法簡便易行，得到的鍍層均勻致密、與基體結合良好，同時受基體形狀的限制較小。近年來，雖然有不少運用直流電鍍法從過飽和醋酸鹽溶液體系中沉積金屬態Mo膜的報道，但尚未運用于Nb-Si基超高溫合金表面Mo膜的制備，且直接在其表面電鍍Mo膜可能存在以下問題：(1)沉積效率低，Mo膜生長速率慢，膜層較薄；(2)Mo膜純度低，雜質含量高，不能滿足后續要求。鍍膜的質量與陰極材質密切相關，陰極材料導電性以及與Mo的相容性越好，得到的Mo膜越致密，純度越高。而Nb-Si基超高溫合金為硅化物Nb₅Si₃和Nb基固溶體自生復合而成的材料，其導電性以及與Mo相容性均較差，得到的鍍膜結構疏松且氧含量高，影響后續制備的MoSi₂涂層質量，因此需要對Nb-Si基超高溫合金進行表面改性。此外，高溫下MoSi₂涂層與Nb-Si基超高溫合金界面相容性較差，元素互擴散嚴重，降低涂層的使用壽命以及基體的力學性能，因此需要限制元素的互擴散。Re具有導電性好以及與Mo相容性好等優點，有利于Mo膜的沉積；此外因其熔點高、原子半徑大等特點，又可以延緩高溫時合金基體與MoSi₂涂層的互擴散。因此，在Nb-Si基超高溫合金表面預沉積一層Re膜不僅可以促進Mo膜的沉積，而且可以作為阻擴散層延緩界面處元素的互擴散，提高MoSi₂涂層的使用壽命。目前運用電鍍法制備Re膜和Mo膜的技術已趨成熟，但在Nb-Si基超高溫合金表面制備Mo-Re復合膜以及隨后制備MoSi₂涂層尚屬空白，因此運用電鍍法制備Mo-Re復合膜對于制備MoSi₂涂層以及加快Nb-Si基超高溫合金在航空航天等工業領域的應用具有重要意義。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種Nb-Si基超高溫合金基體表面金屬Mo-Re復合膜及電鍍方法，能夠獲得結合強度高，均勻致密的金屬Mo-Re復合膜層，具有工藝簡單、操作方便、成本低廉、成品率高、效率高等優點，適于推廣和應用。

技術方案

一種Nb-Si基超高溫合金基體表面金屬Mo-Re復合膜，其特征在于：復合膜為雙層結構，由外至內依次為Mo外層和Re粘接層。

所述Mo外層和Re粘接層的復合膜厚度為13～17μm，其中Re膜厚4～5μm，Mo膜厚9～13μm。

一種權利要求1所述Nb-Si基超高溫合金基體表面金屬Mo-Re復合膜的電鍍方法，其特征在于步驟如下：