Структурно-фазовое состояние многослойных хромсодержащих покрытий при высокотемпературном окислении

Abstract

В работе представлены исследования влияния высокотемпературного окисления на многослойные покрытия CrN/Cr различной архитектуры. В рамках работы на подложку из циркониевого сплава Э110 были нанесены покрытия с толщинами индивидуального слоя равными 50, 250 и 500 нанометров. Образцы подвергались высокотемпературному окислению в диапазоне времени от 10 до 40 минут. Для изучения применялись методы сканирующей электронной микроскопий, рентгеновской дифракции и in situ исследования с применением синхротронного излучения. Установлено, что многослойные покрытия эффективнее предотвращают взаимную диффузию атомов хрома и циркония за счет образования слоя ZrN на границе покрытие-подложка, чем увеличивают коррозионную стойкость циркониевых сплавов Э110 в условиях высокотемпературного окисления.

The paper presents studies of the effect of high-temperature oxidation on CrN/Cr multilayer coatings of various architectures. As part of the work, coatings with individual layer thicknesses of 50, 250, and 500 nanometers were applied to the E110 zirconium alloy substrate. The samples were subjected to high-temperature oxidation in the time range from 10 to 40 minutes. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and in situ studies using synchrotron radiation were used for the study. It has been established that multilayer coatings effectively prevent the mutual diffusion of chromium and zirconium atoms due to the formation of a ZrN layer at the coating-substrate interface, thereby increasing the corrosion resistance of E110 zirconium alloys under high-temperature oxidation conditions