河南警察学院任宣儒：通过MoSi2-TaSi2双硅化物合金改性增强ZrB2-MoSi2涂层的抗氧化性
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Corrosion Science
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Enhanced oxidation resistance of ZrB<sub>2</sub>-MoSi<sub>2</sub> coating through MoSi<sub>2</sub>-TaSi<sub>2</sub> double-silicide alloying modifying
Ji X.; Chen Y.; Yao L.; Zhang Y.; Ren X.; Wang P.; Kiryukhantsev-Korneev P.V.; Levashov E.A.; Shi J.; Kang X.; Zhang B.; Zhang P.; Feng P.
Published：2024-06-01
DOI：10.1016/j.corsci.2024.112070
研究背景
在当今社会，我们面临着许多挑战，其中包括材料的氧化问题。随着科技的不断发展，如何提高材料的抗氧化能力成为了一个重要课题。而针对这一问题，一项名为《ZrB<sub>2</sub>-MoSi<sub>2</sub>涂层通过MoSi<sub>2</sub>-TaSi<sub>2</sub>双硅化物合金改性提高氧化抗性》的研究成果近日在《Corrosion Science》期刊上发表。
研究内容
这项研究主要探讨了硅化物合金中MoSi<sub>2</sub>-TaSi<sub>2</sub>比例如何影响ZrB<sub>2</sub>-MoSi<sub>2</sub>-TaSi<sub>2</sub>涂层的氧抗性。研究采用了自蔓延高温合成和火花等离子烧结技术。通过TaSi<sub>2</sub>和MoSi<sub>2</sub>的氧化自分离效应，增强了纳米级Zr和Ta氧化物颗粒的分散，形成了具有最佳阻氧性的Zr-B-Ta-Si-O玻璃，进而制备了50ZrB<sub>2</sub>-(MoSi<sub>2</sub>-10TaSi<sub>2</sub>)涂层（ZMT10）。相较于ZrB<sub>2</sub>-MoSi<sub>2</sub>，ZMT10的重量增加和氧渗透分别降低了28.87%和48.21%，提高了保护效果至99.71%。然而，过量的TaSi<sub>2</sub>会导致Ta<sup>5+</sup>的溶解、氧化物聚集和树枝状结构的形成，促进氧气扩散和氧化，使50ZrB<sub>2</sub>-(MoSi<sub>2</sub>-30TaSi<sub>2</sub>)的氧渗透率达到0.73%，降低了保护效果至99.18%。
研究意义
这项研究的创新点在于通过硅化物合金的调配，成功提高了ZrB<sub>2</sub>-MoSi<sub>2</sub>涂层的氧化抗性。这不仅为材料科学领域带来了新的突破，也为未来研究提供了有价值的参考。这项研究为我们提供了一种新的思路，可以在材料设计和制备中更好地应对氧化问题，有望在航空航天等领域发挥重要作用。
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