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阳极氧化铝膜中间层阻挡元素扩散研究^*

黄祖江 , 周敏 , 杨阳 , 陈泉志 , 唐仕光 , 李伟洲

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00385

对铌合金C103基体上真空蒸镀的Al膜进行阳极氧化处理获得阳极氧化铝(AAO)膜, 利用电镀技术在AAO膜上制备Ni表层, 通过高温处理研究元素通过AAO膜的扩散行为. 结果表明: 没有中间层的Ni/C103及以纯Al膜作为中间层的Ni/Al/C103样品, 涂层和基体间的元素扩散严重; 而以AAO膜为中间层的Ni/AAO/C103样品, 涂层和基体间的元素扩散受到明显抑制. 经900 ℃热处理后, Ni/C103, Ni/Al/C103及Ni/AAO/C103样品其外层中Nb含量分别为7.05%, 5.08%和3.55%; 基体中的Ni含量分别为6.84%, 3.62%和2.85%; AAO膜作为中间层有较强的元素扩散阻挡能力. 在900 ℃退火后, Ni/C103和Ni/Al/C103样品表面均生成了NbNi₃相, 而Ni/AAO/C103样品并未出现Nb和Ni的反应生成物. 通过Fick定律计算得知, 900 ℃时Ni在AAO膜的扩散系数为3.28×10^-14 m²/s, Nb为2.16×10^-14 m²/s; 1000 ℃时Ni的扩散系数上升至1.03×10^-13 m²/s, Nb为3.58×10^-14 m²/s.

关键词: 阳极氧化铝(AAO)膜 , 扩散阻挡层 , 多孔结构 , Fick定律 , 扩散系数

阳极氧化铝膜中间层阻挡元素扩散研究

黄祖江 , 周敏 , 杨阳 , 陈泉志 , 唐仕光 , 李伟洲

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00385

对铌合金C103基体上真空蒸镀的Al膜进行阳极氧化处理获得阳极氧化铝(AAO)膜,利用电镀技术在AAO膜上制备Ni表层,通过高温处理研究元素通过AAO膜的扩散行为.结果表明:没有中间层的Ni/C103及以纯Al膜作为中间层的Ni/Al/C103样品,涂层和基体间的元素扩散严重;而以AAO膜为中间层的Ni/AAO/C 103样品,涂层和基体间的元素扩散受到明显抑制.经900℃热处理后,Ni/C103,Ni/Al/C103及Ni/AAO/C103样品其外层中Nb含量分别为7.05％,5.08％和3.55％;基体中的Ni含量分别为6.84％,3.62％和2.85％;AAO膜作为中间层有较强的元素扩散阻挡能力.在900℃退火后,Ni/C103和Ni/Al/C103样品表面均生成了NbNi3相,而Ni/AAO/C103样品并未出现Nb和Ni的反应生成物.通过Fick定律计算得知,900℃时Ni在AAO膜的扩散系数为3.28× 10-14m2/s,Nb为2.16×10-14m2/s;1000℃时Ni的扩散系数上升至1.03×10-13m2/s,Nb为3.58×10-14 m2/s.

关键词: 阳极氧化铝(AAO)膜 , 扩散阻挡层 , 多孔结构 , Fick定律 , 扩散系数

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