清性基到塞金置害情作 黄麓 变化3【箭散肉青晨的 (1】活化剂 C撞多度酒I 前痕腻加情美面包能覆莓第 18 卷 增 刊 1 9 9 6年 1 0月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s iyt o f S e i e n e e a n d T e e h n o l o yg B e i jni g V o l . 1 8 o e t . 19 9 6 活化剂 对 A I 一 c : 扩散层 中孔 穴形成 的影 响 ’ 曹铁梁 耿伟 民 倪政瑜 潘辉英 中国 科学 院 上海 冶金 研究 所 , 周 庆初 上海 摘要 iN 衬底用 粉末包装法先扩散 lA 再扩散 C r 时 , 在 lA 一 rC 扩散层 内产 生 了 孔穴 . 它形 成的 原因 是: 活 化剂 N H 4 CI 加热分解 时生成 H CI 气体 , 与 已 形成扩散层 中的 lA 作用 , 使其从扩散层 中逃逸 , 而在原来 A l 的位 置上 产生了 孔穴 . 含有孔 穴的 lA 一 C r 扩散层的 抗氧化能力明显降低 . 关健词 卤化物活 化剂 , A I 一 C r 扩散层 , 孔穴 过 去 由于 对扩 散层 内的缺 陷结构 和形 成机 制 研究 较少 , 往 往提 出一 些相 互矛盾 的看 法 和假 设 . 例 如 , G u p at 和 eS igl e 〔’ 〕用N al 作 活化 剂 在 N i 上扩 散 A l 时 , 认 为孔 的产生是 尚未 知 道 的 独 特 反应 所 致 . iP ch io lrz ]在N i 及 其合 金上 用低 活 度 法扩 散 A I 时 , 发现 N IA I 化合 物界 面 的孔上 由柯肯达 尔效 应所 致 . G ie b R ap 尹]用 低 活度法 在合 金 钢 上扩 散lA 一 cr 时 , 认为 在 样 品附 近 A I 和 c r 消耗 殆 尽 , 致使 扩 散层 内 A I 和 C r 的反 向扩 散 而 形成 孔穴 . uK ng 和 R ap p .l] 在研 究 铁上 扩散 lA 时 , 认为 lA 扩 散层 往外 生 长 , 由于 衬底 材料 内空位 的偏 聚 , 而 导致 孔穴 的生 成 . 作 者 5[] 在 研 究 iN 上 扩散 lA 一 C r 时 , 观 察到 扩散层 内的孔穴 , 并使 扩散层 的氧 化性 能降 低 . 研 究 扩散 层 内 缺陷 结构 的 形成 机 制 , 调 整 扩 散源 中活化剂 的类 型和 含 量 以 及变 更扩 散 元 素的 比例 , 将有 助 于获得 高 质量 的保 护层 . 1 实 验方法 用 N i 板加 工 成 巧 m m x 10 m m x 3 m m 的 试样 , 表 面 粗糙 度 为 甲 8 . 实验 前 用有 机溶 剂 脱 脂 . 扩散 源 内 的物 质是 : 60 % 〔59 % lA 一 eF 粉 或 Cr 粉 ] + 40 % 惰性 粉 末 . 按 要求 加人 N H ,lC 或 N H砰及 N a 3 A IF 。 , 加 人量 为 上述 物质 的 2 % · 试样包 埋在 扩散 源 内 , 然后将 其置 于 低压 环境 中 , 在 高温 炉 内进行 扩散 . 高温 氧 化 实验在 热重 天平 上进行 . 2 实验 结果 .2 1 孔穴 形貌 图 1 (a) 是N i 试样 用 二 步法 以 N H 4 CI 作 活 化剂 时 , A I 一 C r 扩 散层 内孔穴 的二 次电子像 形 貌 . 可 见 在 扩 散 层 内存 在 着 不 同几 何 形 状 和 尺 寸 的孔 穴 , 扩 散层 外 侧 的孔 穴数 量 较多 , 19 9 6 一 01 一 22 收稿 第一 作者 男 6 0 岁 研 究 员 * 冶金部腐蚀一磨蚀与 表面 技术开放研究实验室 资助