等离子喷涂钼基非晶纳米晶复合涂层的组织和电化学特性

D0I:10.13374/i.issn1001053x.2005.04.016 第27卷第4期 北京科技大学学报 VoL27 No.4 2005年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2005 等离子喷涂钼基非晶纳米晶复合涂层的组织和 电化学特性 潘继岗 樊自拴孙冬柏俞宏英李辉勤 王旭东 孟惠民 北京科技大学腐蚀与防护中心，北京100083 摘要用Mo基合金粉末（含Si,B,Cr,W,Mo,Ni等）作为喷涂材料，利用大气等离子喷涂(APS) 技术，在0Cr13NSMo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶复合涂层.利用XRD观察了涂层 的晶型结构，扫描电镜(SEM)观察涂层的组织形貌，恒电位扫描仪对涂层的电化学特性进行 了测试，显微硬度仪测量涂层的显微硬度.实验结果表明，利用等离子喷涂工艺可以制备高 硬度的Mo基非晶纳米晶复合涂层，这种涂层结构均匀致密，其显微硬度最高达到1426.9HV. 孔隙率约为5.5%.非晶纳米晶复合涂层在3.5%NaCI溶液中存在钝化现象，自腐蚀电流为6.459 Acm2,腐蚀速度0.869mma'. 关键词M0基涂层：非晶纳米晶复合涂层：孔隙率：电化学：等离子喷涂 分类号TG174 热喷涂技术作为一种较好的金属材料表面 制备技术的新开拓”.利用等离子喷涂工艺制 防护和强化技术，以其独特的优势，在提高产品 备非晶纳米晶涂层在国内的报道不是很多，但已 可靠性和延长部件使用寿命方面起着越来越重 经引起了广泛的关注2， 要的作用四.等离子喷涂是目前广泛使用的热喷 本文利用M0基合金粉末作为喷涂材料，采 涂技术，具有焰流温度高、速度快、气氛可控等一 用大气等离子喷涂技术制备了综合性能优异的 系列优点四.目前对等离子喷涂涂层的研究很多， Mo基非晶纳米晶复合涂层，并对Mo基非晶纳米 利用等离子喷涂技术可以使工件表面获得不同 晶复合涂层的电化学性能和组织形貌进行观察 的硬度、耐磨性、耐蚀性以及其他各种物理化学 和分析. 性能B. 非晶态合金因其成分均匀，不存在晶体缺 1 实验方法 陷，如位错、晶界和成分偏析等，具有独特而优异 本实验采用Mo基粉末作为喷涂材料，粉末 的性能，如较高的强度、硬度和优良的耐磨耐蚀 性能可.纳米材料从根本上改变了材料的结构， 粒度为200-400目，其化学成分（质量分数）为：C, 0.3%-0.4%;Si,1.4%-5.0%:B,1.2%1.4%:Cr, 使涂层不仅具有很高的硬度和很好的耐磨性能， 非晶纳米晶涂层因具有非晶材料的高耐蚀性，而 5.9%-6.8%:Ni,24.3%-27.8%:Fe,1.6%1.9%:Mo, 且具有纳米材料优良的抗耐磨性的特点，相对于 余量.基材为0Cr13Ni5Mo不锈钢，喷涂前对基材 传统材料具有更为独特而优异的性能，是很有发 表面进行除锈、除油等清洁化处理，然后进行喷 展前途的新型材料. 砂粗化活化处理：采用大气等离子喷涂方法 利用现代先进的热喷涂技术，如等离子喷 (ASP)制备涂层，涂层试样的厚度为0.2~0.3mm. 涂、高速火焰喷涂(HVOF),是对非晶纳米晶涂层 采用X射线衍射仪(XRD)考察了涂层的晶体 结构.采用扫描电镜(SEM)对涂层的组织形貌进 收稿日期：2004-06-25修回日期：2005-0302 行了观察，并结合能谱分析确定涂层的成分分布 基金项目：国家863资助项目(2002AA331080)和北京市重大 科技项目H020420050021) 状况，采用德国产的Leica大型显微硬度计对涂 作者简介：潘继岗(1980一)，男，顾士 层的显微硬度进行了测试，负荷为0.49N,加载时

第 2 7 卷 第 4 期 2 0 0 5 年 8 月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u r n a l o f U n vi e r s ity o f s c ie o e e a n d Te c h n o l o gy B e ji ni g 、 b L2 7 N 0 . 4 A u g . 2 0 0 5 等离子喷涂相基非晶 纳米晶 复合涂层 的组织和 电化学特性 潘 继 岗 樊 自拴 孙冬柏 俞宏 英 李辉 勤 王 旭 东 孟 惠民 北京 科技 大学腐 蚀 与防护 中心 , 北京 10 0 0 8 3 摘 要 用 M 。 基合 金粉 末 (含 is , B , C r, W, M。 , iN 等 )作 为喷涂 材料 , 利 用大 气等 离子喷 涂 ( A p S) 技术 , 在 OCr l 3iN 5M。 不 锈钢 基 体上 制备 了钥 基 非 晶纳米 晶 复合涂 层 . 利用 X R D 观 察 了涂层 的 晶型结 构 , 扫 描 电镜 (s E M ) 观 察涂 层 的组 织形 貌 , 恒 电位 扫描 仪 对涂 层 的 电化 学特 性进 行 了 测 试 , 显微 硬度 仪 测量 涂层 的 显微硬 度 . 实验 结果 表 明 , 利用 等 离子 喷涂 工 艺可 以制备 高 硬 度 的 M o 基非 晶纳 米 晶复合涂 层 , 这种涂 层结 构均匀 致 密 , 其显 微硬 度最 高达 到 1 4 26 .9 H v . 孔 隙率 约为 .5 5% . 非晶 纳米 晶复合 涂层在 3 . 5% N a CI 溶 液 中存在钝 化现 象 , 自腐 蚀 电流 为 .6 4 59 衅 · c m 一 2 , 腐 蚀速 度 .0 8 69 ~ · a 一 , . 关 键词 M。 基 涂层 ; 非晶纳 米 晶复 合涂 层 ; 孔 隙率 : 电化 学 ; 等 离 子喷涂 分 类号 T G 1 7 4 热 喷涂 技 术 作 为 一 种 较 好 的 金 属 材料 表 面 防 护和 强化 技 术 , 以其 独 特 的优 势 , 在 提 高产 品 可靠 性 和 延 长 部 件 使用 寿 命 方面 起 着 越 来 越 重 要 的作用 `1] . 等 离 子喷 涂 是 目前 广 泛 使用 的热 喷 涂 技术 , 具有 焰流温度 高 、 速 度快 、 气氛 可控 等 一 系 列优 点。 , . 目前 对等 离 子喷 涂涂 层 的研 究很 多 , 利 用 等 离 子 喷涂技术 可 以使 工件 表 面 获得 不 同 的硬度 、 耐 磨性 、 耐 蚀 性 以及 其他 各 种 物 理化 学 性 能阳: . 非 晶 态 合 金 因其 成 分 均 匀 , 不 存 在 晶体 缺 陷 , 如位错 、 晶界和 成分 偏析 等 , 具 有独 特 而优 异 的性 能 , 如 较 高 的 强度 、 硬度 和 优 良的 耐磨 耐蚀 性 能 〔5 一 , 〕 . 纳 米 材料 从 根 本 上 改变 了材料 的结 构 , 使 涂层 不仅 具 有很 高 的硬 度和 很好 的耐 磨性 能 . 非 晶纳 米 晶涂层 因具有 非 晶材料 的 高耐蚀 性 , 而 且具 有 纳米 材料 优 良的抗 耐磨 性 的特 点 , 相对 于 传 统材料 具有更 为独 特而优 异 的性 能 , 是 很有 发 展 前 途 的 新型 材 料 . 利 用 现 代 先 进 的热 喷涂 技 术 , 如等 离 子 喷 涂 、 高速 火 焰 喷涂 ( HV O )F , 是 对 非 晶纳 米 晶涂 层 收稿 日期 : 2 0 4刁东2 5 修 回 日期 : 2 005 刁3一2 基金项 目 : 国家 8 63 资助 项 目 ( 2 0 02 A A 3 3 10 8 0) 和 北 京市 重大 科 技项 目田0 2 04 2 0 05 0 2 1) 作 者简 介 : 潘 继 岗 ( 198 0 e 一 ) , 男 , 硕 士 制备 技 术 的新 开 拓 〔.sl ” . 利 用等 离子 喷涂工 艺 制 备 非 晶纳 米 晶涂 层在 国 内的报道 不 是很 多 , 但 已 经 引起 了广 泛 的 关注 〔12 . 本 文 利用 M 。 基 合 金粉 末 作 为喷 涂 材料 , 采 用 大 气 等 离 子 喷涂 技 术 制 备 了综 合 性 能优 异 的 M 。 基 非 晶纳 米 晶复 合涂 层 , 并对 M 。 基 非 晶纳 米 晶 复 合 涂层 的 电化 学 性 能 和 组 织形 貌 进 行 观 察 和 分析 . 1 实验 方 法 本 实 验采 用 M O 基 粉末 作 为 喷涂 材料 , 粉 末 粒 度 为 2 0 一4 0 目 , 其 化 学成 分 (质 量 分数 )为 : C , 0 . 3% 一 0 . 4% ; 5 1 , 1 . 4% 一5 . 0% ; B , 1 . 2% 一 1 . 4% ; C r , 5 . 9% 一 6 . 8% ; N i , 24 . 3% 一 2 7 . 8% ; F e , l ` 6% 一 1 . 9% ; M o , 余量 . 基材 为 OC r l3 N i5 M o 不锈 钢 , 喷 涂 前对 基材 表 面进 行 除锈 、 除 油 等清 洁 化处 理 , 然后 进 行 喷 砂 粗 化 活 化 处 理 : 采 用 大 气 等 离 子 喷 涂 方 法 (A S )P 制 备涂 层 , 涂层 试 样 的 厚度 为 .0 2一 .0 3 ~ . 采 用 X 射 线 衍射 仪 (X R D )考 察 了涂 层 的 晶体 结 构 . 采用 扫 描 电镜 ( S E M ) 对 涂层 的组 织形 貌 进 行 了观 察 , 并 结合 能谱 分析 确 定涂层 的成分 分布 状 况 . 采 用 德 国产 的 L ie ca 大 型显 微 硬度 计对 涂 层 的显 微硬 度进 行 了测 试 , 负荷 为 0 .4 9 N , 加载 时 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2005. 04. 016

454 北京科技大学学报 2005年第4期 间为15s,测量五次，取平均值：采用HITACHI S 衍射峰，说明粉末的非晶化程度不高，粉末大部 -3500N型扫描电镜并配以专门的软件测定并计 分还是以晶态存在，然而粉末在经过等离子喷涂 算涂层的孔隙率，测量三次，取平均值：采用日本 后，M0基合金粉末被刚性非转移型等离子弧加 电子2000FX型透射电镜(TEM)对涂层的微观结 热成熔化或半熔化状态，在高速气流的带动下非 构进行了分析，透射电镜的电压为160kV,相机 晶化程度不高的粉末高速沉积在基体时，发生形 常数为80cm;采用美国Potentionstat/Galvanostat 变并快速冷却.对于部分晶态物质而言，其冷却 Modl273型恒电位仪测定涂层的电化学特性， 速度高于这些晶态物质形成非晶的临界冷却速 试样的大小为25mm×12mm,涂层在3.5%NaCl 度，这些晶态物质发生了晶态向非晶态的转变， 溶液中浸泡10min后进行电化学动电位扫描，扫 导致涂层的XRD中非晶态漫衍射峰明显增强， 描速度为1mVs,参比电极为饱和甘汞电极. 晶态的尖锐峰减少，这表明Mo基粉末在经过等 离子喷涂后发生了非晶态的转变，其非晶化程度 2结果和分析 增强.但是涂层的XRD不是典型的非晶态漫衍 射峰，仍然存在一些被宽化了的尖锐峰，特别是 2.1涂层的晶体结构 在20为41°，59°和75°处.说明涂层大部分以非晶 图1和图2分别是Mo基合金粉末Mo基合 态存在，其涂层特点是在非晶态的涂层上分布有 金涂层的XRD图谱. 少量的晶态物质，析出相主要为MonFezCio和 3500 FeC相，用衍射峰的半高宽经过谢乐公式（其中 3000 常数取0.89,1取0.1542nm)分别计算了这两种物 ▲FeMo1n 质的平均晶粒尺寸：MonFezCio平均晶粒为34.34 2000 nm,FeC平均晶粒为40.90nm.因此，通过控制等 离子喷涂的喷涂参数，可以用钼基合金粉末制备 1000 出非晶纳米晶复合涂层、 2.2涂层的组织形貌分析 0 图3所示为Mo基涂层扫描电镜(SEM)的表 20 40 60 80 100 面形貌(a)和横截面形貌(b).由于颜色不同，可以 281) 很清楚的看到涂层具有明显的亮区（定义为A区） 图1Mo基粉末的XRD图谱 Fig.1 XRD profile of Mo base alloy powder 和灰区（定义为B区）和明显的层状结构，而颜色 上的差别正是由化学成分的不同所引起的，元素 5000 Fe,C 的原子序数越高，颜色越浅).因此由图3可见： ▲Mo nFenCi 涂层由变形带状粒子相互搭接而成，涂层组织致 4000 密，无较大的裂纹和粗大孔隙，具有比较典型的 层状结构形貌：但涂层在界面处有明显的孔隙和 3000 裂纹存在，结合以机械结合为主，从涂层的表面 形貌和横截面形貌看出涂层存在一定的徼裂纹 和微小孔隙，最大孔隙区域的孔隙率达到77%. 2000 同时由图也可看出，在涂层的部分区域，其组织 20 40 60 80 100 致密，无微裂纹和微小孔隙，其孔隙率仅为2.9%. 201) 图2Mo基涂层的XRD图谱 这种涂层结构的出现主要是两方面的原因：一方 Fig.2 XRD profile of Mo base alloy powder 面的原因是喷涂粒子的相互搭接堆积与熔融粒 子的体积收缩，以及喷涂时溶解于熔融粒子中的 由图可见：两条曲线的形状基本相同：但粉 气体在涂层冷却至室温后的析出等：另一个原因 末的XRD峰在20为35-45°和70-80°之间有几个 是喷涂粒子在基体上快速冷却，使金属液体不可 明显的尖锐峰，尖锐化程度不是很高，说明含有 能完全充满整个粒子间的接触部分，以及涂层在 部分的非晶态物质：但是整个粉末没有明显的漫 喷涂后冷却时，产生了残余应力，使其表面产生

一 5 4 4 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 5 年0第 期 4 间 为 巧 s , 测量 五 次 , 取平 均值 : 采用 IH AT C H I S 一 35 0 0N 型扫 描 电镜 并配 以专 门 的软件测 定 并计 算涂 层 的孔 隙率 , 测 量三 次 , 取平 均值 ; 采 用 日本 电子 2 0 0 F x 型 透射 电镜 (TE M ) 对 涂层 的微 观 结 构 进 行 了分 析 , 透 射 电镜 的 电压 为 160 kV , 相 机 常数 为 80 cm ; 采用 美 国 P O t e n t i onS 喇G a l v an os t at M ed el 27 3 型恒 电位 仪 测 定涂 层 的 电化 学 特 性 , 试样 的大 小 为 25 m m xl Z ~ , 涂层 在 .3 5% N a C I 溶 液 中浸 泡 or m in 后进 行 电化学 动 电位扫 描 , 扫 描速 度 为 l m V . s 一 , , 参 比 电极 为饱 和甘 汞 电极 . 2 结果 和 分 析 .2 1 涂 层 的晶体 结 构 图 1和 图 2 分别 是 M 。 基合 金 粉末 M o 基合 金涂 层 的 X R D 图谱 . 3 5 0 0 3 0 0 0 ù”曰八 o n n0 , ù ` ,l ǎ斌卞à、 0 2 0 4 0 6 0 8 0 10 0 2 8 (/ o ) 图 I M 。 基粉 末的 X R D 图谱 R g . 1 X R D p 门川e o f M o b a , e a U o y p ow d e r 5 0 0 0 M o l: 3 F街 2 C I。 八曰n 0 八曰0 nU 4 内j ǎ绿卞à、 2 00 0 D 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 2 8 / ( o ) 图 2 M O 基 涂层 的 X R D 图谱 F ig . 2 x R D p or feU o f M 0 b a s e a lo y p ow d e r 由图可 见 : 两 条 曲线 的形状 基 本相 同 ; 但 粉 末 的 X R D 峰在 2 0为 35 一4 50 和 70 一 80 之 间有 几 个 明显 的尖 锐 峰 , 尖 锐化 程 度 不是 很高 , 说 明含 有 部分 的非 晶态物 质 ; 但 是整 个粉 末没 有 明显 的漫 衍 射 峰 , 说 明粉 末 的非 晶 化程 度 不高 , 粉 末 大部 分 还是 以晶态存 在 . 然而 粉末 在经 过等 离子 喷涂 后 , M o 基 合 金粉 末被 刚 性非 转移 型 等离 子 弧加 热 成熔 化或 半熔 化状 态 . 在 高速 气 流 的带动 下非 晶化程度 不 高 的粉 末 高速沉 积 在基 体时 , 发 生形 变 并快 速 冷却 . 对 于 部分 晶态 物质 而 言 , 其冷 却 速 度 高 于这 些 晶态 物 质 形 成 非 晶 的临 界冷 却 速 度 , 这 些 晶态 物质 发 生 了晶 态 向非 晶态 的转 变 , 导致 涂层 的 X R D 中非 晶态 漫衍 射 峰 明显增 强 , 晶态 的 尖锐 峰减 少 , 这 表 明 M o 基粉 末 在经 过 等 离子 喷涂 后发 生 了非 晶态 的转 变 , 其 非 晶化程度 增 强 . 但 是涂 层 的 X R D 不 是典 型 的非 晶态 漫衍 射 峰 , 仍然 存 在一 些 被宽 化 了 的尖 锐 峰 , 特 别 是 在 2 0为 41 “ , 5 90 和 7 50 处 . 说 明涂层 大部 分 以非 晶 态 存 在 , 其涂层 特点是 在非 晶态 的涂层 上 分布有 少 量 的 晶态 物 质 . 析 出 相主 要 为 M olz eF 2 C I。 和 eF 3 C 相 , 用 衍射 峰 的半 高 宽经 过谢 乐 公式 ( 其 中 常 数 取 .0 89 , 又取 0 . 1 54 2 lun )分 别 计算 了这 两 种物 质 的平均 晶粒 尺 寸 : M ol Z F灿C : 。 平 均 晶粒 为 34 . 34 unI , F e3 C 平 均 晶粒 为 40 .9 0 nl . 因此 , 通 过控 制等 离 子 喷涂 的喷涂 参数 , 可 以用 铝基 合金 粉末 制备 出非 晶纳 米 晶复 合涂 层 . .2 2 涂 层 的组 织 形貌 分析 图 3 所 示为 M O 基 涂 层扫 描 电镜 ( S E M ) 的表 面 形 貌 (a) 和 横截 面 形貌 (b ) . 由于颜 色 不 同 , 可 以 很 清楚 的看 到涂层 具有 明显 的亮 区 (定义 为 A 区) 和 灰 区 (定 义 为 B 区 )和 明 显 的层状 结 构 , 而颜 色 上 的差 别 正是 由化学 成分 的不 同所 引起 的 , 元素 的原 子序 数越 高 , 颜 色 越 浅`13] . 因此 由图 3 可 见 : 涂 层 由变形 带状 粒 子相互 搭接 而成 , 涂 层 组织致 密 , 无较 大 的裂 纹 和粗 大 孔 隙 , 具有 比较 典型 的 层 状 结构 形貌 ; 但涂 层 在界面 处 有 明显的 孔隙和 裂 纹 存在 , 结 合 以机 械结 合 为主 , 从 涂层 的表 面 形 貌 和 横截 面形 貌 看 出涂 层 存 在 一定 的 微 裂纹 和 微 小孔 隙 , 最 大孔 隙 区域 的 孔 隙率达 到 .7 7% . 同 时 由图也 可看 出 , 在涂 层 的部分 区域 , 其 组织 致密 , 无 微裂 纹和 微 小孔 隙 , 其 孔隙 率仅 为 .2 9% . 这种 涂层 结构 的 出现主 要是 两方 面 的原 因 : 一 方 面 的原 因是 喷涂 粒 子 的 相 互搭 接 堆积 与熔 融 粒 子 的体积 收缩 , 以及 喷涂 时溶解 于熔 融粒 子 中的 气 体在涂 层冷 却至 室温 后 的析 出等 ; 另一 个 原 因 是 喷涂 粒子 在基 体上 快速冷 却 , 使 金属液 体 不可 能 完全 充满整 个粒 子 间 的接 触部 分 , 以及 涂层 在 喷 涂后 冷 却 时 , 产 生 了残 余 应 力 , 使 其表 面产 生

Vol.27 No.4 潘继岗等：等离子喷涂钼基非晶纳米晶复合涂层的组织和电化学特性 ·455· 项性能，涂层中灰区(B)的元素分布基本保持了 Mo基喷涂粉的成分特点. 23涂层的显微硬度分析 涂层的显微硬度与涂层的组织结构有密切 的关系.钼基合金涂层经过等离子喷涂后形成组 织致密的涂层结构，所获得的涂层经过X衍射分 析发现有纳米尺寸的硬质相MoFe,Co和Fe,C存 在，同时涂层经过扫描电镜和能谱分析发现涂层 中除有少量的富钼区存在外，其他的区域基本保 持了钼基喷涂合金粉的化学成分的分布.一定量 的Si,Cr,B,Ni等元素强化了涂层，有利于涂层硬 度的提高.涂层在德国产的Leica大型显微硬度 计上测量发现涂层的最高显微硬度达到1426.9 HV,平均显微硬度为1047.6HV. 2.4涂层的透射电镜分析 图4为钼基非晶纳米晶涂层TEM形貌图及 微区衍射图.从图可以看出：涂层的徽观组织致 图3Mo基合金涂层SEM表面形貌(a)和横戴面形貌b) (a) Fig.3 SEM surface morphology(a)and cross section morphology (b)of Mo base alloy coatings 微裂纹，而形成了孔隙.通过HITACHI S-350ON 型扫描电镜测定计算涂层在三个不同区域的孔 隙率分别为7.7%，2.9%和5.8%，平均孔隙率为 5.5%.涂层成分分布不均匀，对涂层中的亮区（定 义为A点)和灰区（定义为B点）进行能谱分析，其 结果见表1. 表1M0基合金涂层的能谱分析结果（质量分数） Table 1 EDS analysis result of Mo base alloy coatings 区域Ni Cr Fe Si Mo 图4钼基非晶纳米晶涂层TEM形貌图(a及微区衍射(b) Fig.4 Transmission electron micrograph (a)and diffraction photo A(亮区)2.601.651.29 94.46 (b)of molybdenum base amorphous and nanocrystalline alloy co- B(灰区)27.034.363.110.63 61.50 atings 结合图3和表1分析，涂层具有以下特点：(1) 密均匀，涂层中弥散分布有大小均匀的多晶成 涂层呈典型的层状结构，基体和涂层的结合以机 分，测量这些多晶成分的尺寸，其尺寸分布在 械结合为主，在结合处存在一定的裂纹和孔隙， 10-30nm之间，与用X衍射的衍射峰的半高宽经 对整个涂层而言，涂层的组织致密，但是在涂层 过谢乐公式计算的晶粒尺寸基本吻合.表明涂层 的不同区域裂纹和孔隙的分布不相同，孔隙率最 经过等离子喷涂后晶态物质向非晶态转变的过 大达到7.7%，最小为2.9%，平均为5.5%.(2)涂层 程中，未转变的晶粒以纳米晶的形式存在，同时 在亮区(A)、灰区(B)两点的元素分布有明显的差 这种纳米晶均匀分布在组织均匀的涂层上.图4 别.(3)对于亮区(A)存在明显的富Mo现象，Ni, b)为涂层的微区衍射图.可见微区衍射图由两部 Cr,Fe的含量都很小，而Mo达到了94.46%，成为 分组成：其一是衍射花样的中心有一漫散的中心 典型的富钼区，并且整个富钼区的涂层组织致 斑点及漫散环，这种漫散的非晶衍射斑点是非晶 密，无微裂纹和微小孔隙.(4)对于灰区(B)是涂层 态的典型特征，表明涂层中非晶态的存在：另一 中大部分存在的形式，可以很好地反映涂层的各 个特点是在漫散的非晶衍射斑点上还分布有一

V匕L2 7 N o 一 4 潘 继 岗等 : 等离 子 喷涂铝 基 非 晶纳米 晶 复合 涂层 的组 织 和 电化学 特性 项性 能 , 涂 层 中灰 区 ()B 的元 素分 布 基 本保持 了 M o 基 喷 涂粉 的成 分特 点 . .2 3 涂 层 的显 微硬度 分 析 涂 层 的 显 微硬 度 与 涂 层 的 组 织 结 构有 密 切 的关 系 . 铝基 合金 涂 层经 过 等离 子 喷涂 后形 成组 织致 密 的涂 层 结 构 , 所 获得 的涂层 经 过 X 衍 射分 析发 现 有纳 米 尺寸 的硬 质 相 Molz F e 二 C : 。 和 eF 3 C 存 在 . 同时涂 层 经过 扫 描 电镜和 能 谱分 析 发现涂 层 中除有 少 量 的富钥 区 存在 外 , 其 他 的区域 基本 保 持 了钥基 喷涂 合 金 粉的 化 学成 分的 分布 一定量 的 is , c r, B , N i 等 元 素 强化 了涂 层 , 有利 于涂 层 硬 度 的 提 高 . 涂 层 在德 国产 的 L ie ca 大型 显微 硬 度 计 上 测 量 发现 涂 层 的最 高 显微 硬 度 达 到 1 4 26 .9 HV , 平 均 显微 硬 度 为 1 0 47 . 6 HV . .2 4 涂 层 的透 射 电镜 分 析 图 4 为铝 基 非 晶纳 米 晶涂 层 TE M 形貌 图 及 微 区 衍 射 图 . 从 图可 以看 出 : 涂层 的微 观 组 织致 图 3 M 。 签合 金涂 层 S E M 表面形 貌 ( a) 和 横截 面形 貌伪) iF g · 3 S E M s u far c e m o rP 七o fo gy a( ) a n d e 门 , s s e e 幼o . m o rP h o l o gy 伪) o f M o b a s e a l o y e o a U n gs 微裂 纹 , 而 形成 了孔 隙 . 通 过 H I TA C H I S 一 3 5 0 N 型扫 描 电镜 测 定 计 算涂 层 在 三 个 不 同区 域 的 孔 隙率 分 别 为 .7 7% , .2 9% 和 5 . 8% , 平均 孔 隙率 为 5 . 5 % . 涂层 成 分分 布 不均 匀 , 对 涂 层 中 的亮 区 ( 定 义 为 A 点 )和 灰 区 ( 定义 为 B 点 )进 行 能 谱分 析 , 其 结 果 见表 1 . 表 I M 。 基合 金涂 层的 能谱 分析 结果 (质量 分数 ) aT b l e 1 E D S a . a lys i s 代s u lt o f M o b a s e a l oy e o a it n邵 % 区 域 N i C r F e 5 1 M o (A 亮 区 ) 2石 0 1 . 6 5 1 . 2 9 一 9 4 4 6 B (灰 区 ) 2 7 . 0 3 4 . 3 6 3 . 1 1 0 . 6 3 6 1 . 50 图 4 钥 基非 晶纳 米 晶涂层 T E M 形 貌图 ( a) 及微 区衍射助 R g · 4 介 a n , m is s i o n e l e c t r o . m ic m g ar P七 a( ) a n d d i幻r a c it o n p h o t o 伪) o f m o ly b d e n u m b a s e a m o 印 h o u s a n d . a o o e口 s at 山 n e a UOy e -o a 廿n g s 结 合 图 3 和表 l 分 析 , 涂层 具 有 以下特 点 : ( l) 涂 层呈 典 型 的层 状 结 构 , 基 体和 涂层 的 结合 以机 械 结合 为 主 , 在 结合 处存 在 一 定 的裂 纹 和 孔 隙 , 对整 个 涂层 而 言 , 涂层 的组 织致 密 , 但 是在 涂 层 的不 同区 域 裂纹 和孔 隙的分 布 不相 同 , 孔 隙率 最 大达 到 .7 7% , 最 小为 .2 9% , 平 均 为 5 . 5% . ( 2) 涂层 在亮 区 (A ) 、 灰 区 (B ) 两 点 的元 素 分 布 有 明显 的差 别 . (3 ) 对 于亮 区 (A ) 存 在 明显 的 富 M O 现 象 , iN , Cr , eF 的含 量都 很 小 , 而 M o 达 到 了 94 .4 6% , 成 为 典 型 的 富钥 区 , 并 且 整 个 富 铝 区 的涂 层 组 织 致 密 , 无 微裂 纹和 微 小孔 隙 . (4) 对 于灰 区 (B ) 是涂 层 中大 部分 存在 的 形式 , 可 以很好 地 反映 涂层 的 各 密 均 匀 , 涂层 中 弥散 分 布 有 大 小均 匀 的 多 晶成 分 , 测 量 这些 多 晶成 分 的尺 寸 , 其 尺 寸 分 布 在 10 一 3 0 nm 之 间 , 与用 X 衍 射 的衍 射 峰 的半 高宽经 过谢 乐 公式 计算 的晶粒 尺 寸基 本吻 合 . 表 明涂 层 经过 等 离 子 喷 涂 后 晶 态物 质 向非 晶态 转 变 的过 程 中 , 未转 变 的晶粒 以纳 米 晶 的形 式存 在 , 同时 这 种 纳米 晶均 匀分 布 在组 织 均 匀 的涂 层上 . 图 4 伪)为涂 层 的微 区 衍 射 图 . 可 见微 区衍射 图 由两 部 分 组成 : 其 一 是衍 射花 样 的 中心有 一漫 散 的 中心 斑 点及 漫散 环 , 这种 漫 散 的非 晶衍射 斑 点是 非 晶 态 的典 型特 征 , 表 明涂 层 中非 晶态 的存 在 ; 另一 个 特 点 是 在 漫 散 的非 晶衍 射 斑 点上 还 分布 有 一

·456· 北京科技大学学报 2005年第4期 系列小点组成的同心圆的多晶衍射环.因此钼基 1000 涂层是非晶和多晶混合涂层，并且多晶的晶粒为 纳米级.可见通过控制等离子喷涂工艺的参数是 500 可以制备非晶纳米晶涂层的.这种涂层的制备方 法简单，降低了加工成本，提高了涂层制备的生 0 产效率，更有利于非晶纳米晶涂层在实际生产中 -500 的应用和推广， 2.5电化学分析 -1000 涂层的电化学特性直接反映了涂层的耐蚀 性能，一般而言，涂层的耐蚀性能和涂层的孔隙 -60 -40 -20 0 10 率有关. 1/(mA.cm) 图5等离子喷涂Mo基合金涂层的电化学极化曲线 其主要原因是：涂层孔隙的存在减弱了涂层 Fig 5 Electrochemistry polarization curves of plasma sprayed Mo 的隔离作用，腐蚀介质可以直接穿过涂层到达基 base alloy coatings 体，发生涂层下腐蚀.同时孔隙的存在使涂层的 表面不均匀，涂层各点的微观腐蚀电位不同，容 (即致钝电位)时，涂层形成了钝化膜，使涂层开 易形成微观腐蚀电池，加快涂层腐蚀.因此，提高 始进入钝化状态：电位继续升高，涂层的电流密 涂层的孔隙率可以很好地提高涂层的耐蚀性， 度几乎保持不变，表明涂层处于稳定的钝化状 Mo基涂层的孔隙在少部分区域分布不均匀外， 态.当电位升高到接近754.0mV时，电流密度显 其他的区域分布比较均匀，组织结构致密. 著增加，表明涂层的钝化状态被破坏钝化膜发生 图5为大气等离子喷涂M0基非晶纳米晶涂 溶解，涂层进入了活化溶解状态， 层在3.S%NaC1溶液中的极化曲线.可见：涂层在 按表2数据，根据Fraday定律计算，可以得 3.5%NaCl溶液中存在钝化现象，其自腐蚀电位 到Mo基涂层和基体在3.S%NaC1溶液中的腐蚀 为-437.1mV:在电位升高的初期，电流密度呈线 电流密度分别为6.459μAcm2和8.724Acm2, 性增加，涂层处于活化溶解状态：即线性极化状 腐蚀速度分别为0.869mma和0.896mma1.因 态：电位增加到-6601mV时，极化曲线出现了一 而在相同条件下涂层比0Cr13Ni5Mo不锈钢有更 个平台，电流密度急剧增加：当电位继续增加时， 高的耐蚀性，涂层的耐蚀性相对于0Cr13Ni5Mo 电流密度增加的比较缓慢：电位升高到283.0mV 不锈钢提高了3.13% 表2M0基非晶纳米晶涂层极化过程中的电化学参数 Table 2 Electrochemical parameters of Mo base amorphous and nanocrystalline alloy coatings in polar ization process E(F-0)/(mV) I(R)/(HA.cm') 材料 2 3 平均 2 廊蚀速度/(mm~a) 3 平均 Mo基涂层 -500.9 -443.8-437.1-460.66.6754.7028.001 6.459 0.869 0Cr13Ni5Mo不锈锅 -350.4 -404.3-382.1-378.9 7.5299.5229.123 8.724 0.896 3结论 尺寸：Mo1 Fe2C10平均晶粒为34.34nm,FeC平均 晶粒为40.90nm, (I)利用大气等离子喷涂技术成功制备了Mo (3)等离子喷涂后Mo基非晶纳米晶涂层的显 基非晶纳米晶涂层， 微硬度最高达到1426.9HV,平均显傲硬度为 (2)Mo基合金粉末经过等离子喷涂后发生部 1047.6HV, 分晶态物质转变为非晶态物质，但仍然有部分晶 (5)M0基非晶纳米晶涂层组织致密，无明显 态物质未发生转变，弥散分布在涂层中，其未转 的粗大裂纹和粗大孔隙；特别是亮区组织致密， 变的晶态物质主要为MoFezC0和Fe,C相.用衍 无微裂纹和微小孔隙.整个涂层具有比较典型的 射峰的半高宽经过谢乐公式（其中常数取0.89,1 层状结构形貌，但是涂层整体存在一定的孔隙 取0.1542nm)分别计算了这两种物质的平均晶粒 率，其平均孔隙率为5.05%

. 4 56 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 5 年 第 4 期 奋、闰日 系列 小 点组成 的同心 圆 的多 晶衍射 环 . 因此 钥基 涂层 是非 晶和 多 晶混合 涂层 , 并且 多晶 的 晶粒为 纳米 级 . 可 见通 过控 制 等离 子喷 涂工 艺 的参数 是 可 以制备 非 晶纳米 晶涂 层 的 . 这种 涂层 的制备 方 法 简单 , 降低 了加 工成 本 , 提 高 了涂层 制备 的 生 产 效率 , 更 有利 于非 晶纳 米 晶涂层 在 实际 生产 中 的应用 和 推广 . .2 5 电化学 分析 涂 层 的 电化 学 特 性 直 接 反 映 了涂 层 的耐 蚀 性 能 , 一般 而 言 , 涂 层 的耐蚀 性能 和涂 层 的孔 隙 率有 关 . 其 主要 原 因是 : 涂 层孔 隙 的存 在减 弱 了涂 层 的隔离 作用 , 腐 蚀 介质可 以直 接 穿过涂 层 到达 基 体 , 发生 涂 层下 腐蚀 . 同时孔 隙的存 在 使涂 层 的 表 面不 均 匀 , 涂 层各 点 的微 观 腐蚀 电位 不 同 , 容 易形 成微 观腐 蚀 电池 , 加快 涂层 腐蚀 . 因此 , 提 高 涂 层 的 孔 隙 率 可 以 很好 地 提 高 涂 层 的耐 蚀 性 . M 。 基 涂层 的孔 隙在 少 部分 区 域分 布 不均 匀外 , 其 他 的 区域 分布 比较均 匀 , 组 织 结 构致 密 . 图 5 为 大气 等离子 喷涂 M。 基 非 晶纳 米 晶涂 层 在 3 . 5% N a C I溶 液中 的极化 曲线 . 可见 : 涂层 在 3 . 5 % N a C I 溶液 中存在 钝 化现 象 , 其 自腐蚀 电位 为一 4 3 7 . l m v ; 在 电位 升 高的初 期 , 电流密度 呈 线 性 增 加 , 涂层处 于活 化 溶解 状 态 ; 即线性 极 化状 态 ; 电位 增加 到 一 6 60 . l m V 时 , 极 化 曲线 出现 了一 个平 台 , 电流 密度 急剧 增加 ; 当 电位 继续 增加 时 , 电流 密 度增 加 的 比较缓 慢 ; 电位升 高 到 2 83 . O m V 一 6 0 一 4 0 一 2 0 0 10 I 找功八 cm Z ) 图 5 等 离子喷 涂 M o 基 合金 涂层 的 电化 学极 化曲线 F ig S E城otr c h o m 如t叮 p o la 血 a 廿0 . e u r y . . o f p la s . a s p ar y e d M o b a s e a ilo y c o a U n 妙 ( 即致 钝 电位 ) 时 , 涂 层 形成 了钝化 膜 , 使涂 层 开 始进 入钝 化 状态 ; 电位 继 续升 高 , 涂 层 的 电流 密 度 几 乎 保 持 不变 , 表 明涂 层 处 于 稳定 的钝 化状 态 . 当 电位 升 高到接 近 7 54 .0 m V 时 , 电流 密 度显 著 增加 , 表 明涂 层 的钝化 状态 被破 坏钝 化膜 发 生 溶解 , 涂 层进 入 了活 化 溶解状 态 . 按表 2 数 据 , 根据 rF ad ay 定 律计 算〔间 , 可 以得 到 M o 基 涂层和 基 体在 3 . 5% Na CI 溶 液 中的腐 蚀 电流 密 度 分别 为 .6 4 59 睡 · c m 一 , 和 .8 7 24 叭 · cm 一 , , 腐蚀 速 度分 别 为 .0 8 69 ~ · a 一 ,和 .0 8% nmI · a 一 , . 因 而在 相 同条 件 下涂 层 比 O C r l 3M S M o 不 锈钢 有 更 高 的耐蚀 性 , 涂 层 的 耐蚀 性相 对 于 o rC l 3iN 5M 。 不锈 钢提 高 了 3 . 13 % . 表 Z M 。 基非 晶纳米 晶涂层 极化 过程 中的 电化学 参数 aT b l e 2 E lec t功 e h e m ic a l P a ar 口 e et 月 o f M o b a s . a m o rP h o u s a n d . a n o e yr s扭山 . e . U o y e o a 幼. gs i n P ol a r 俪U o . p or e es s 材 料 后(R ) (/必 · c m Z ) 平 均 平 均 腐 蚀速度 (/ ~ · a 一 ) M 。 基涂 层 OC r 1 3N i5 M o 不 锈钢 一 50 0 9 一 3 5 0 4 一 4 4 3 8 一 4 0 4 . 3 一 4 37 . 1 一 3 82 . 1 一 4 6 0 . 6 一 3 7 8 9 6 . 6 7 5 7 . 5 2 9 4 7 0 2 9 5 2 2 8 . 00 1 9 . 12 3 6 . 4 5 9 0 . 8 6 9 8 . 7 2 4 0 8 9 6 3 结 论 ( l) 利 用大 气 等离子喷 涂 技术 成功 制备 了 M o 基 非 晶纳 米 晶涂 层 . (2 )M o 基 合 金粉 末 经过 等 离子 喷涂 后 发生 部 分 晶态 物质 转变 为 非 晶态 物 质 , 但仍 然有 部分 晶 态 物 质 未发 生转 变 , 弥散 分布 在 涂 层 中 , 其未 转 变 的 晶态 物质 主 要 为 M olz F耘C : 。 和 eF 3C 相 . 用 衍 射 峰的 半高 宽经 过 谢乐 公 式 (其 中常数 取 .0 89 , 几 取 0 . 154 2 nl )分别 计 算 了这 两 种物质 的平 均 晶粒 尺 寸 : M o , Z F勒 C L。 平 均 晶粒 为 3 4 . 3 4 nm , F e 3 C 平均 晶粒 为 40 . 90 nl . (3 ) 等离子 喷涂 后 M o 基 非 晶纳 米 晶涂层 的显 微 硬度 最 高达 到 1 4 26 .9 HV , 平 均 显微 硬度 为 1 0 4 7 . 6 HV . ( 5) M o 基 非 晶纳 米 晶涂层 组 织 致密 , 无 明显 的粗 大裂 纹和 粗 大孔 隙 ; 特 别 是亮 区 组织 致 密 , 无 微裂 纹和 微 小孔 隙 . 整个 涂 层具 有 比 较典 型 的 层 状 结 构 形貌 , 但 是涂 层 整 体存 在 一 定 的孔 隙 率 , 其平 均 孔 隙率 为 5 . 05 %

VoL27 No.4 潘继岗等：等离子喷涂钼基非晶纳米晶复合涂层的组织和电化学特性 ·457· (6)Mo基非晶纳米晶涂层在3.5%NaC1溶液 涂制备工艺研究.材料工程，2002(2)：10 中存在钝化现象，自腐蚀电流为6.4594·cm2, [9]Sanjay Sampath.Microstructural characteristics of plasma spray consolidated amorphous powders.Mater Sci Eng,1993,A167: 腐蚀速度为0.869mma',相对于0Crl3Ni5Mo不 锈钢其耐蚀性提高了313%. [10]Kishitake K.Thermal sprayed Fe-10Cr-13P-7C amorphous co- atings possessing excellent corrosion resistance.J Therm 参考文献 Spraying Technol,1996,5(4):476 [山韩忠，赵晖。热喷涂发展趋势一新型高能高速喷涂方 III]Borisov Y,Korzhyk V,Revo S.非晶态结构热喷涂涂层的电 法.材料工程，1996,12：8 和磁性能.见：中国表面工程协会热喷涂专业委员会编 2]公茂秀，宁福举，王明波，等.等离子喷涂在密封隔环上的 译.第十五届国际热喷涂大会论文集.Dusseldorf,1999. 应用.山东冶金，2000,223)：23 298 3]陈煌，丁传贤.等离子喷涂氧化锆纳米涂层显微结构研 [12】樊自控，蒋凤兵，孙冬柏等，等离子喷涂制备铁基非晶纳 究.无机材料学报，2002,17(4)：882 米晶复合涂层，见：2003中国国际热喷涂技术研讨会第十 [4陈桂云，周序科，闻立时，等，等离子喷涂镍基合金非晶 六届全国热喷涂技术经验交流会论文集.大连，2003.55 涂层的组织与性能.腐蚀科学与防护技术，1992,43)：180 [13]Grosdidier T,Liao HL,Tidu A.X-rays and TEM characteriza- [)]胡勇，许明艳，王震宇，非晶合金的特征和发展.水利电子 tion of nanocrystalline iron aluminide coatings prepared by 机械，2003,25(3)：25 HVOF thermal spraying.Proceedings of 2000NTSC.Montreal. [6王一禾，杨膺善.非晶态合金，北京：冶金出版社，1989 2000.1341 [刀饶雄，李细江，司鹏程，具有极大玻璃形成能力的多元大 [14)杨熙珍，杨武.金属腐蚀电化学热力学一电位一pH图及 块非晶合金的研究进展.材料工程，199(2)：3 其应用.北京：化学工业出版社，1991. [8]向兴华，刘正义，朱晖朝.Fe基非品合金涂层的等离子喷 Microstructure and electrochemical properties of molybdenum base amorphous and nanocrystalline alloy coatings by plasma spraying PAN Jigang,FAN Zishuan,SUN Dongbai,YU Hongying,LI Huiqin,MENG Huimin,WANG Xudong Beijing Corrosion and Protection Center,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT A coating was prepared on 0Cr13Ni5Mo stainless steel by air plasma spraying with a kind of mo- lybdenum base alloy powder which contains Si,B,Cr,W,Mo,Ni etc.as the plasma spraying powder.It was proved that the Mo-base alloy coating fabricated by air plasma spraying has homogenous microstructure and contains metal glass and nanocrystals by X-ray diffractometer,SEM,TEM and Potentionstat/Galvanostat Model 273.The coating has high hardness and the highest micro-hardness can reach 1 426.9 HV.The porosity is about to 3.1%.Experimental results also show that Mo-base amorphous and nanocrystalline alloy coatings can appear a passivation phenomenon in a 3.5%NaCl solution with lom (R)=6.459 uA.cm2 and E (/=0)=0.869 mma. KEY WORDS molybdenum base coatings;amorphous and nanocrystalline alloy coatings;porosity;electrochem- istry;air plasma spraying (ASP)

V b l . 2 7 N o . 4 潘 继 岗等 : 等离子 喷 涂钥 基非 晶纳 米 晶复合 涂层 的组 织和 电化学特 性 一 4 5 7 . ( 6 ) M o 基 非 晶纳 米 晶涂 层 在 3 . 5% N a C I 溶 液 中存 在钝 化 现象 , 自腐 蚀 电流 为 .6 4 59 叭 · 。 m 一 , , 腐 蚀 速度 为 0 . 86 9 nu · a 一 ’ , 相 对 于 O C r l 3 N i 5 M o 不 锈 钢 其耐 蚀 性提 高 了 3 . 13 % . 涂 制备工 艺研 究 . 材 料工 程 , 2 O0 2( :2) l0 [9 ] s anj 盯 s 别 m p hat . M i e ro s trU e tur al e h ar ac t e ir s t i e s o f p las m a s p r即 e o n s o lid at e d am o rp h o u s P o wd e rs . M a t e r S c i E n g , 1 99 3 , A 1 67 : 参 考 文 献 【l] 韩 忠 , 赵 晖 . 热喷涂 发展 趋势 — 新 型高 能高速 喷涂 方 法 . 材料 工程 , 19 9 6 , 12 : 8 2[] 公 茂 秀 , 宁福 举 , 王 明 波 , 等 . 等 离子 喷涂 在密 封隔 环上 的 应用 . LJ 东冶 金 , 2 0 0 0 , 2 2 (3 ) : 2 3 3[ ] 陈煌 , 丁 传贤 . 等 离子 喷涂氧 化错 纳米 涂层 显 微 结构研 究 . 无机材 料 学报 , 2 0 0 2 , 17 ( 4 ) : 5 5 2 4[] 陈桂 云 , 周序科 , 闻立 时 , 等 . 等 离子喷 涂镍 基合 金非 晶 涂 层 的组织 与性 能 . 腐蚀 科学 与防护 技 术 , 19 92 , 4 ( 3) : 1 80 5J[ 胡勇 , 许 明艳 , 王 震宇 . 非 晶合金 的特 征 和发 展 . 水 利 电子 机 械 , 2 0 03 , 2 5 ( 3 ) : 2 5 6[] 王一 禾 , 杨 膺善 . 非晶 态 合金 . 北 京 : 冶金 出版 社 , 19 8 9 7[] 饶雄 , 李细 江 , 司 鹏 程 . 具 有极 大玻 璃形 成能 力的 多元大 块 非 晶合金 的研 究进展 . 材 料 工程 , 19 99 ( 2) ; 3 8[ l 向兴华 , 刘 正 义 , 朱晖 朝 . F e 基 非 晶合金 涂层 的等 离子喷 [ 10 1 K i s h i t a k e K . T h e rm a l s p卿 e d F e 一 10 C -r 13p 一 7C am o 印h o u s e o - at in g s P o s s e s s i n g e x e e ll e nt e o r o s i o n r e s i s atn e e . J T h e r m S P ar 户n g eT c h n o l , 19 96 , 5 (4 ) : 4 7 6 [ 1 1] B o d s o v Y, K o hrz y k V, R e v o s . 非晶 态 结构 热喷 涂涂层 的 电 和 磁性 能 . 见 : 中国表 面工程 协会 热喷 涂专 业委员 会编 译 . 第 十五届 国际 热喷 涂大 会论文 集 . D us se ld or f, 19 9 · 2 9 8 【12 ] 樊 自拴 , 蒋凤 兵 , 孙冬 柏等 . 等 离子 喷涂 制备铁 基非 晶纳 米 晶复合涂层 . 见 : 2 0 03 中国 国际热 喷涂技术 研讨 会第十 六 届全 国热 喷涂 技术 经验 交流会 论文 集 . 大连 , 2 0 03 . 5 [ 13 ] rG o s d id i e r T, L iao H L , T idu A . X . r a ) 5 an d T E M e h ar ac t e ir az - ti o n o f n an o c ry s at llin e ir on a l um in id e e o at ign s P r eP ar e d b y H V O F ht e rm a l s rP ay in g . P r o e e e d in g s o f 2 00 0 rN T S C . M o n tre a l , 2 0 00 . 13 4 1 【14 ] 杨 熙珍 , 杨武 . 金属腐 蚀 电化学 热力 学 一 电位 一 p H 图及 其 应用 . 北 京 : 化学 工 业 出 版社 , 19 91 , M i c r o s trU e t ur e an d e l e e tr o e h e m i e a l P r o P e rt i e s o f m o ly b d e n um b a s e a m o rp h o u s an d n a n o e yr s t a l li n e al l o y e o at i n g s by P l a s m a s P r ay i n g 」咧N 了ig a gn, FA N Zi s ha an , S U N D 口 ng ba i, YU H d 刀 g) 声“ 王9 1 LI H扮iq in , 人妞刃G H 扮im in , 洲刀G Xu do gn 13 e ij in g C or o s ion an d p r ot e e t i o n C e nte r, U n i v e r s iyt o f S e i e n e e an d eT e lm o l o盯 B e ij in ` B e ij in g l 0 0 0 83 , C h ian z气B S T R A C T A e o iat gn w a s P r e P are d o n OC r l 3 N i 5 M o s t a i n l e s s s t e e l 妙 ia r P l as m a s P r a y i n g wt t h a k i n d o f m o - ly b d e n um b as e al l o y P o w d e r w h l e h e o n t a i n s 5 1 , B , C r, W, M o , N i e t e . a s ht e P l as m a s P r a y i n g P o dw e .r It w a s P r o v e d th at ht e M o 一 b a s e a l l o y e o at i n g af b ir c at e d b y a ir P l a s m a s P r a y i n g h a s h o m o g e n o us m i e or s utr c utr e an d c o n at i n s m e t a l 舀`l a s s an d n an o e yr s t a l s 勿 X 一 r ay d i份ac t o m et e r, S EM , T E M an d P o t e nt i o n s t叨G a l v an o s t at M o d e l 2 7 3 . hT e e o a t i n g } , a s ih hg h a r d n e s s an d ht e h i g h e s t m i e or 一 h a r d n e s s e an r e a e h 1 4 2 6 . 9 If 认 hT e P o r o s i yt 1 5 ab o ut t o 3 . l% . E x P e ir m e nt a l r e s ul t s al s o hs o w ht at M o 一 b a s e am o pr h o u s an d n an o e yr s t a lli n e al l o y e o at ign s e an ap P e ar a P a s s i v at i o n Ph e n o m e n o n i n a 3 . 5% N a C I 5 0 1讯i o n w i ht cI ort (R ) = 6 . 4 59 叭 · e m 一 , an d E ( I三 0 ) 二 0 . 8 6 9 m m · a 一 ’ . K E Y W O R D S m o ly b d e n u r o b as e e o a t i n g s : am o pr h o us an d n an o e yt s at l l i n e a l l o y c o at i n g s : P o or s i yt ; e l e e tr o hc e m - i {; ytr : ia r P l as m a s P r a y i n g ( A S P )