题目：铌基合金高温抗氧化涂层研究

航空航天系统的快速发展对材料的要求不断提高，铌合金及Nb-Si系金属间化合物由于其高熔点、低密度及优良的高温强度，成为未来高性能燃气涡轮发动机材料最有力的竞争者。但是铌及其合金的抗氧化能力极差，使得它在热环境中的应用受到了限制。因此发展高温防护涂层技术成为高温合金应用的主要方向。硅化物涂层具有良好的热稳定性, 使用温度可达1600℃, 其表面形成的SiO2能有效阻止氧向基体内部扩散; 而且SiO2玻璃在高温下有流动性, 使涂层具有自愈能力, 并能承受—定的变形，是一种良好的高温抗氧化涂层。本文研究了Si改性MCrAlY涂层和B改性硅化物涂层。Si改性MCrAlY涂层采用大气等离子喷涂MCrAlY和包埋渗Si相结合方法制备，B改性硅化物涂层采用一步包埋渗法及熔融盐和包埋渗相结合的方法制备。分别对所得的涂层进行1250℃抗氧化测试。采用X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测定了涂层氧化前后的微观结构变化，用能谱分析(EDS)分析了涂层的成分变化。实验结果表明，Si改性MCrAlY涂层组成与包埋渗Si的制备工艺有关，当包埋渗Si保温时间分别为8h和10h时，所得Si改性MCrAlY涂层由三层组成，外层为(Nb,Ti,Cr)Si2层，中间层则是由Nb、Ti、Ni、Cr、Si的化合物组成，靠近基体的一层由NbSi2和Nb5Si3组成。而不同工艺所得的B、Si共渗涂层则组成相同，均由两层组成，外层主要由NbSi2组成，内层为Nb5Si3层。熔融盐渗Si和包埋渗B所得B、Si涂层则由三层组成，外层主要由NbB2组成，中间层为(Nb,Ti,Cr,Hf)Si2层，靠近基体的第三层为Nb5Si3层。所得涂层在1250℃下进行抗氧化测试，测试结果表明，合理控制工艺，所得Si改性MCrALY涂层由于氧化后形成连续的Cr2O3层和SiO2层，从而有效阻止了氧的扩散，抗氧化性能较好，可在高温下长期防护铌合金；一步包渗法制备的B、Si共渗涂层虽然氧化后也能形成一层连续的SiO2层，但随着氧化时间延长，氧化物开始开裂剥落，导致涂层失去氧化防护作用，所以B、Si共渗涂层只能作铌合金短期防护涂层；熔融盐和包埋渗相结合制备的B、Si涂层则由于氧化后均无法形成连续SiO2层，1250℃氧化100h后，涂层氧化严重，且氧化层剥落严重，所以该涂层不具有氧化防护作用。