Korean Journal of Materials Research (한국재료학회지)

Materials Research Society of Korea (한국재료학회)
권호 표지

Preparation of AI-21Ti-23Cr High Temperature Protective Coating for TiAo Intermatallic Compounds by RF Magnetron Sputtering

RF Magnetron Sputtering에 의한 금속간화합물 TiAI 모재위의 AI-21Ti-23Cr 고온내산화코팅

  • 박상욱 (한국과학기술원 재료공학과) ;
  • 박정용 (한국과학기술원 재료공학과) ;
  • 이호년 (한국과학기술원 재료공학과) ;
  • 오명훈 (금오공과대학교 재료공학과) ;
  • 위당문 (한국과학기술원 재료공학과)
  • Published : 1996.07.01
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Abstract

Ti-48Al(at.%) specimens were coated with Al-21Ti-23Cr(at.%) film by RF magnetron sputtering. Ti-48Al specimen coated at 200, 0.8Pa and 573K showed the best oxidation resistance property in the isothermal oxidation test. Al-21Ti-23Cr film was amophous after depostion, but crystallized and fromed a protective ${Al}_{2}{O}_{3}$ layer on the surface during oxidation. Ti-48Al specimens coated at 573K have been sassessed by isothermal oxidation test for 100 hours at 1073K, 1173K and 1273K. The mass gain curves showed that parabolic stage continued at al tested temperature range in isothermal oxidation test, and the excellent oxidation resistance is attriutable to the formation of a protective ${Al}_{2}{O}_{3}$ layer on the surface of Al-21Ti-23Cr film. After oxidation test at 1273K, the matrix of Al-21Ti-23Cr film had transformed into TiAlCr phase due to the depletion of Al during oxidation and the diffusion of Ti from the substrate, and the extent of mass gain of the specimen increased compared with that of specimens tested at lower temperature.

Ti-48AI(at.%) 모재위에 RF magnetron sputtering을 이용하여 AI-21Ti-23Cr(at.%) 조성의 박막을 코팅하였다. RF power 200W, 증착압력 0.8Pa, 증착온도 573k에서 증착된 시편의 가장 우수한 고온재산화성을 나타내었다. 573K에서 증착된 AI-21Ti-23Cr 코팅층은 증착시에는 비정질을 형성하나 산화시험동안 결정화가 진행되며, 표면에는 치밀한 ${Al}_{2}{O}_{3}$층이 형성되었다. 573K에서 코팅된 시편에 대하여 1073K, 1173K 및 1273K에서 100시간동안 등온산화시험을 실시하였다. 무게증량곡선은 모든 온도에서 parabolic law를 따르는 안정된 산화거동을 보였으며 이와같은 산화특성은 표면에 치밀한 ${Al}_{2}{O}_{3}$층이 형성되었기 때문인 것으로 판단된다. 1273K에서 산화시험 후 코팅층의 기지는 고온산화에 따른 AI원자의 소모와 모재로부터의 Ti원자의 확산에 의해 TiAICr상을 형성하였으며, 무게증량은 낮은 온도에 비해 다소 크게 증가하는 경향을 나타내었다.

Keywords

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