熔盐电解二氧化硅在钼表面原位合成二硅化钼合金涂层

MoSi2 alloy coating is one of the most promising and useful oxidation-resistance coatings for refractory metals. It is very important to study on simple, low cost and environmentally friendly methods for preparing MoSi2 alloy coating. In this project, MoSi2 alloy coating will be in-situ prepared on Mo substrate by electro-deoxidation of silica in molten salt. The fundamental science issues will be studied systematically as follow: (1) Preparation of SiO2 coating on Mo substrate and the interaction between SiO2 coating and molten salt; (2) Optimization of process conditions for preparing MoSi2 alloy coating and the influence of component and microstructure on the properties of the coating; (3) Formation rule of the MoSi2 alloy coating and electrochemical reaction mechanism; (4) Preparation of MoSi2 matrix composite coating, Formation mechanism of the coating with reinforcing phase and the influence of reinforcing phase on the component and properties of the coating. The new knowledge and independent intellectual property rights of this technology will be acquired, which can promote the development of preparation of functional alloy coatings.

MoSi2合金涂层是难熔金属表面高温抗氧化涂层的理想材料之一。研究开发工艺简单、成本低、环境友好的制备MoSi2合金涂层新方法具有重要意义。本项目提出了熔盐电解二氧化硅在钼表面原位合成MoSi2合金涂层。拟系统研究MoSi2合金涂层合成的相关基础科学问题：(1) 研究钼表面二氧化硅涂层的制备工艺及二氧化硅涂层与熔盐体系相互作用；(2)探索熔盐电解二氧化硅在钼表面原位合成MoSi2合金涂层的条件, 揭示涂层组成、形貌与性能的关系；(3) 研究MoSi2合金涂层的形成规律及电化学反应机理；（4）研究MoSi2基复合涂层的制备技术，明确含有增强相（如SiC、Mo-Si-B）的MoSi2基复合涂层的形成过程及增强相对涂层相组成、性能的影响。实现该技术在理论和方法上的突破。在熔盐电解氧化物合成功能合金涂层机理研究方面形成新知识，获得自主知识产权成果，为发展制备功能合金涂层技术提供新思路。

MoSi2基合金涂层是难熔金属表面高温抗氧化涂层的理想材料之一。研究开发工艺简单、低成本及环境友好的制备MoSi2基合金涂层新方法具有重要意义。本项目提出了采用熔盐电脱氧法在钼表面原位合成MoSi2基合金涂层。系统研究了MoSi2基合金涂层合成的相关基础科学问题。 .(1) 熔盐电解二氧化硅在钼表面原位合成MoSi2合金涂层的条件：研究了电解电压、电解时间及熔盐温度等对电脱氧过程的影响。在900℃CaCl2熔盐中，3.1V电压下电解SiO2涂层3h，得到均匀、致密的纯相MoSi2合金涂层。.(2) MoSi2合金涂层的形成规律及电化学反应机理：利用SEM、XRD及EDS，并结合电化学测试方法，揭示了涂层从内向外的均匀化过程和欠电位还原机理。明确了SiO2涂层的电脱氧过程为电子转移为控制步骤的不可逆过程。.(3) MoSi2基复合涂层的制备：研究含有增强相（如SiC、Mo-Si-B、Mo-Si-Ti）的MoSi2基复合涂层的形成过程。增强相的引入可有效抑制Mo3Si5的形成。.在熔盐电解氧化物合成功能合金涂层机理研究方面形成新知识，获得自主知识产权成果，为发展制备功能合金涂层技术提供新思路。在此基础上，利用所获得的方法和知识成果，对熔盐电脱氧法合成碳化物 (如Cr7C3 SiC、ZrC、NbC及TiC)、AB2型储氢合金（ZrMn2、ZrCr2及TiMn2）等进行了研究，而且取得了相当满意的结果，拓展了熔盐电脱氧法制备功能合金的范围。