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Interface reactions of magnetron sputtered Si-based dual layer coating systems as oxidation protection for Mo-Si-Ti alloys

Anton, Ronja und Hüning, Steffen und Laska, Nadine und Weber, Matthias und Schellert, Steven und Gorr, Bronislava und Christ, Hans-Jürgen und Heilmaier, Martin und Schulz, Uwe (2022) Interface reactions of magnetron sputtered Si-based dual layer coating systems as oxidation protection for Mo-Si-Ti alloys. Surface and Coatings Technology (444). Elsevier. doi: 10.1016/j.surfcoat.2022.128620. ISSN 0257-8972.

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Kurzfassung

Mo-Si-Ti alloys show an improved oxidation behaviour at temperatures above 1000 °C compared to Mo-Si-B alloys by forming a SiO2-TiO2 oxide layer but at intermediate temperatures around 800 °C the major alloying element Mo still often leads to a catastrophic oxidation. Hence, Mo-Si-Ti alloys to be used at high temperature need a protective coating. In this study two coating systems were applied on the Mo-12.5Si-8.5B-27.5Ti-2Fe (at.%) and the Mo-21Si-34Ti-0.5B alloy. The coefficient of thermal expansion of the alloys was analysed to be about 7.8 × 10− 6 °C− 1 at 1200 °C. The two coating systems consisted of a graded Mo-Si interlayer but differently sputtered Si top layers. The coating systems were investigated with respect to their deposition parameters, oxidation protection and interface reactions with the alloys. The coatings could protect the alloys successfully at 800 °C for 100 h. At 1200 °C both coating systems evolved a thermally grown oxide SiO2 forming a dense layer which can protect the alloys. At the interface between coating system and alloy an interdiffusion zone of mostly (Mo,Ti)5Si3 grew with increasing testing time.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191488/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Interface reactions of magnetron sputtered Si-based dual layer coating systems as oxidation protection for Mo-Si-Ti alloys
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Anton, RonjaRonja.Anton (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5521-7889NICHT SPEZIFIZIERT
Hüning, SteffenSteffen.Huening (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Laska, NadineNadine.Laska (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weber, MatthiasUniversität SiegenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schellert, StevenUniversität SiegenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gorr, BronislavaKITNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Christ, Hans-JürgenUniversität SiegenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heilmaier, MartinKITNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schulz, UweUwe.Schulz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0362-8103NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 Juni 2022
Erschienen in:Surface and Coatings Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.surfcoat.2022.128620
Verlag:Elsevier
ISSN:0257-8972
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Physical vapor deposition Silicon dioxide Titanium oxide Oxidation behaviour Mo-Si-Ti alloy Interdiffusion processes
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Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Hochtemperatur-und Funktionsschutzschichten
Hinterlegt von: Anton, Ronja
Hinterlegt am:12 Dez 2022 08:28
Letzte Änderung:17 Jun 2024 03:00

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