不锈钢表面Al/Cu涂层制备与第一性原理计算
李德元
李光全
张楠楠
沈阳工业大学 材料科学与工程学院,辽宁 沈阳 110870
摘要：为了研究Al/Cu涂层中金属间化合物的生成顺序和形成机理,在304 不锈钢基体表面制备了Al/Cu涂层.对试样进行热处理使得Al/Cu涂层原位反应生成金属间化合物,随后测试了涂层的高温抗氧化性能.采用第一性原理计算Al-Cu金属间化合物的焓、熵、吉布斯自由能和热容等数据.将热力学和扩散动力学相结合,提出有效生成自由能模型来预测化合物在Al/Cu界面的生成顺序.结果表明:Al/Cu涂层中首先形成Al2 Cu相,在Al/Cu界面处出现了AlCu相,加热时间增加至20h后出现了富Cu的Al4 Cu9 相.由第一性原理计算得出,Al-Cu金属间化合物的形成顺序为Al2 Cu→AlCu→Al4 Cu9,与实验结果一致.此外,氧化实验结果表明,涂层具有良好高温抗氧化性能.
关键词：Al/Cu涂层304不锈钢电弧喷涂等离子喷涂第一性原理计算金属间化合物抗高温氧化热处理
分类号：TG146(金属学与热处理)
资助基金：辽宁省自然科学基金(2019-MS-247)辽宁省兴辽英才计划项目(XLYC1807178)
论文发表日期：2024-03-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 165-171 )
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