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目前广泛用作涡轮发动机叶片材料的镍基高温合金的工作温度已达到1150°C，接近其熔点
，进一步提高其使用温度十分困难，因此研发能够在更高温度下使用的新材料

，从而提高涡轮发动机进口温度，进而提高飞机发动机性能就成为材料研究工作的热点。在有潜力用于1200°C以上高温条件的难熔金属基高温合金中
，Nb合金特别是Nb-Si基合金由于具有密度低、高温强度高等特点
，被认为是最有希望代替镍基高温合金的新一代超高温结构材料
。然而
，到目前为止，Nb-Si基超高温合金的高温抗氧化性能仍显不足，且很难通过合金化及制备工艺获得较大改善
，因此需要在其表面制备抗氧化涂层
。

硅化物涂层是Nb-Si基合金表面应用最广的高温抗氧化涂层体系，目前正在研发的硅化物涂层体系有Ti-Cr-Si系
，Fe-Cr-Si系
，Mo-Si系等。据报道，用先渗Cr再渗Si的两步法工艺可在Nb-Si基超高温合金表面制备由NbSi2、CrSi2
、Cr2Nb相组成的Cr改性NbSi2涂层
。用等离子喷涂技术可在Nb-Si基合金表面制备Mo-Si-Al涂层，涂层由Mo(Si,Al)2及Mo5(Si,Al)3组成。采用包埋共渗法，使用NH4Cl做催化剂
，在1350°C下实现Si-Cr-Y的三元共渗，可以在Nb-Si基合金表面制备Si-Cr-Y共渗涂层
，涂层主要由Cr2(Nb,Ti)
，(Nb,Ti)5Si3和HfSi2组成，Y元素的添加起到了细化涂层的作用。采用Si-Ge共渗法经1300°C/10h可在Nb-Si基合金表面制备Ge改性的硅化物涂层
，经1250°C恒温氧化100h后的增重为5.42mg/cm2。

我国西北工业大学近10年来一直在开展提高Nb-Si基合金高温抗氧化性能方面的研究
，开发了Al、Y、Cr、B

、Ce、Zr、Ge等单元以及多元联合改性的NbSi2基硅化物涂层体系
，其中多种涂层体系经1250°C~1350°C恒温氧化100h~200h或1250°C-室温循环氧化100次后仍对基体合金具有优良的保护能力
。其中最具有代表性的是采用Si-AL-Y2O3包埋共渗在Nb-Si基合金表面制备的Y，Al二元联合改性硅化物渗层，该渗层具有优异的高温抗氧化能力

，经1250°C恒温氧化100h后的增重仅为2.3mg/cm2
，经1250°C恒温氧化200h或1350°C氧化100h后的氧化膜仍致密完整地粘附在渗层试样上
。该渗层具有多层复合结构
，由外到内依次为占渗层大部分的(Nb,X)Si2外层，(Ti,Nb)5Si4中间层及富Al,Cr的内层
。

他们的研究表明，渗剂中的Al粉含量决定了所制备渗层中的Al含量，而后者对渗层的高温抗氧化能力有显著影响
。渗剂中Al粉的添加量在一定范围时，所制备的渗层经1250°C/20h氧化后
，表面氧化膜致密完整
，无剥落现象发生
。此外，研究还发现Al对渗层氧化行为的改性体现于对氧化膜组织结构的影响，即合适的Al含量可促使在渗层(Nb,X)Si2外层表面优先生成SiO2，并形成以SiO2•Al2O3为主的致密氧化膜
。

已有的工作表明，采用一步包埋渗法可成功制备单独渗硅层、Y改性硅化物渗层、Al-Y改性硅化物渗层及其他多组元改性硅化物渗层
，其中Al-Y改性硅化物渗层具有优秀的高温抗氧化性