马静 王瑞阳 温宁

摘 要：为提高304不锈钢的抗高温氧化性能，以正硅酸乙酯（TEOS）为原料，采用溶胶-凝胶法，在不锈钢表面制备了SiO2薄膜，通过氧化动力学，XRD，SEM和EDS分析，研究了涂覆层数对不锈钢900 ℃抗高温氧化性能的影响。结果表明，SiO2薄膜与不锈钢基体的附着性良好，促进了不锈钢表面发生选择性氧化，生成保护作用的Cr2O3和NiCr2O4氧化层，不锈钢的抗高温氧化性能显著提高，其中涂覆3层SiO2薄膜试样的抗高温氧化性能最佳，经900 ℃循环氧化100 h后氧化增重与氧化剥落仅为未涂覆试样的58.1%和41.4%。SiO2薄膜涂覆有效提高了不锈钢的抗高温氧化性能，是表面处理方法应用于高温环境的又一尝试，为溶胶-凝胶法制备其他薄膜提供了借鉴和参考。

关键词：材料失效与保护;溶胶-凝胶法;SiO2薄膜;涂覆层数;高温氧化;选择氧化

中图分类号：TG174.32 文献标识码：A

文章编号：1008-1542（2021）01-0075-07

304不锈钢作为常见钢种广泛应用于日常生活和工业生产中。在材料加工、能源化工、航空航天等领域，不锈钢部件常需要在较高温度条件下长期服役[1-3]。温度达到900 ℃时，304不锈钢会发生严重氧化，导致性能降低、寿命缩短，成为高温环境下抑制其材料发展的关键问题[4-5]。相较于向基体中添加合金元素，对基体进行表面处理，在基体表面制备抗高温氧化性能优异的氧化物薄膜，是一种工艺简单、成本低的方法[6-10]。

SiO2具有较高硬度、较好耐腐蚀性能及良好的高温稳定性，是作为薄膜材料的首选[11]。为应对不同的使用需求，近年来发展了多种SiO2薄膜制备方法，其中热氧化法[12]、化学气相沉积法[13]应用较多。……