[发明专利]钼及钼合金电极表面Mo5

说明书

本发明公开一种钼及钼合金电极表面Mo₅Si₃‑MoSi₂‑SiO₂高温防护复合涂层及制备方法，属于金属表面工程技术领域。本发明将真空活化包渗法与高温氧化工艺相结合，实现了Mo₅Si₃‑MoSi₂‑SiO₂复合涂层的制备。首先，采用真空活化包渗法实现了Mo₅Si₃‑MoSi₂复合涂层制备，表层MoSi₂为后续氧化工艺提供Si源，在随后的高温氧化过程中，MoSi₂发生氧化，表层形成了一层致密的SiO₂涂层，填补了MoSi₂涂层的孔隙和裂纹，提高了整个涂层体系的致密性，进而增强了体系的抗高温氧化性能。本发明制备的复合涂层在1600℃下抗氧化寿命达到250小时，1600℃至室温的热震寿命达到1000次，在1600℃条件下抗冲刷寿命为8小时。

技术领域：

本发明属于金属表面工程技术领域，具体涉及钼及钼合金电极表面Mo₅Si₃-MoSi₂-SiO₂高温防护涂层及制备方法。

背景技术：

钼及钼合金具有高熔点、低的电阻率和热导率，较小的热膨胀系数、良好的高温力学性能、优良的耐玻璃溶液腐蚀性能等优点，在点光源、电子器件、发热元件以及玻璃纤维加工行业等领域得到了广泛地使用。其中，在玻璃深加工行业，钼及钼合金主要用于制备玻璃窑炉电极材料。然而，由于钼在300℃左右时会发生氧化形成MoO₂，温升至600℃左右时会发生二次氧化，生成MoO₃，在725℃左右MoO₃挥发并出现液相，虽然经过合金化的钼基材料高温抗氧化性能得到了一定程度地改善，但是并不能从根本上解决其易被氧化的缺陷。因此，钼及钼合金的氧化和挥发现象影响了其在高温领域的应用。

在钼及钼合金表面制备涂层来防止氧化是提高其高温抗氧化性能的重要途径。常见的高温防护涂层有铝化物涂层、硅化物涂层、耐热合金涂层等，然而，单一的涂层往往存在膜基结合强度不高、相容性差、耐酸碱腐蚀效果不好等缺点，因此，为了弥补单一涂层的不足之处，本发明采用Mo₅Si₃-MoSi₂-SiO₂复合涂层体系，以提高膜基结合力、改善膜基热匹配度，从而进一步提高钼及钼合金的高温抗氧化性能。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种钼及钼合金电极表面Mo₅Si₃-MoSi₂-SiO₂高温防护复合涂层及其制备方法。

本发明提供的一种钼及钼合金电极表面Mo₅Si₃-MoSi₂-SiO₂高温防护复合涂层具备多重抗氧化防护层：表层致密连续的SiO₂层，下表层自修复MoSi₂，底层Mo₅Si₃过渡层；采用真空活化包渗法实现Mo₅Si₃-MoSi₂复合涂层的制备，所述Mo₅Si₃-MoSi₂复合涂层的厚度为105～160μm，其中MoSi₂厚度为100～150μm，Mo₅Si₃厚度为5～10μm；采用高温氧化工艺实现SiO₂涂层的制备，所述SiO₂涂层连续致密，所述SiO₂涂层厚度为5～10μm。