题目：Cr对铌硅系合金高温抗氧化性能的作用

铌-硅合金由于具有高熔点、低密度以及良好的高温强度等优异性能，在航空航天领域被认为是很有发展前景的高温结构材料。但该合金的高温抗氧化性能不足成为制约其广泛应用的主要障碍。本论文分别研究了Cr对Nb-Si-Cr系（固定Nb和Si的比例）和Nb-Si-Ti-Cr系（固定Nb、Si、Ti的比例）两个系列的合金高温抗氧化性能的作用。首先采用增重法研究了上述合金在1200℃大气中1小时的恒温氧化行为；然后利用XRD、SEM、EPMA和EDX等测试手段，详细地分析了合金的高温氧化产物、观察了氧化膜的表面形貌、横截面形貌；最终分析了氧化机理及Cr元素对抗氧化性能的影响。研究表明：在Nb18Si-xCr合金体系中，随着Cr元素的增加，合金的高温氧化性能逐步得到提高，合金的氧化产物为Nb2O5和SiO2，当Cr的添加量大于5at.%时， XRD检测到氧化膜中有CrNbO4的存在，随着Cr含量的增加，氧化膜中CrNbO4的含量也随之增加；在Nb24Ti18Si-xCr合金中，随着Cr元素的增加，合金的高温氧化性能逐步得到提高，该金属的氧化膜由金属离子向外扩散形成的外层和氧向内扩散形成的内层组成，内外层的界面上有SiO2富集层形成，合金的氧化产物为Ti2Nb10O29、TiNb2O7和SiO2，当Cr的添加量大于5at.%时，XRD检测到TiCr2Nb2O10的存在，并且在向外生长的氧化膜中呈层状分布，随着Cr含量的增加，氧化膜中TiCr2Nb2O10的含量也随之增加。Cr对Nb-Si系合金耐高温氧化的作用主要表现为：Cr可以促使CrNbO4、TiCr2Nb2O10等Cr的复合氧化物的形成，这些氧化物在氧化膜中形成阻碍扩散的质点或阻碍层，阻碍氧化膜中的传质；CrNbO4、TiCr2Nb2O10的PBR值均小于Nb的氧化物(Nb2O5、Ti2Nb10O29、TiNb2O7)，可以降低氧化膜中的生长应力，提高氧化膜的完整性；Cr元素的添加可以有效地细化合金的组织，可使Nbss生成的氧化物分散均衡的生长，进一步降低氧化膜的生长应力。