目前廣泛（fàn）用（yòng）作渦輪發動機葉片材料的鎳基高（gāo）溫合金的工作溫度已達到1150°C，接近其熔點，進一步（bù）提（tí）高其使用溫度十分困難，因（yīn）此研發能夠在更高溫度下使用的新材料（liào），從而（ér）提高渦輪發動（dòng）機（jī）進口溫度，進（jìn）而提高飛機發動機（jī）性能就成為材料研究工作的熱點。在有潛力用於1200°C以（yǐ）上高溫條件的難熔金屬基高溫合金中，Nb合金特（tè）別（bié）是Nb-Si基合金由於具有密度低、高溫強度高（gāo）等特點，被認為是最有希望代替（tì）鎳基高溫合金（jīn）的新一代超高溫結構（gòu）材料。然而，到目前為止，Nb-Si基超高溫合金的高溫抗氧化性能仍顯不足（zú），且很難通過合金化及製備工藝獲得較大改善（shàn），因此需（xū）要在其表麵製備抗（kàng）氧化塗層。

矽化物塗層是Nb-Si基合金表麵應用最廣的高溫抗氧化塗層體（tǐ）係，目（mù）前正在研發的（de）矽化（huà）物塗層體（tǐ）係有（yǒu）Ti-Cr-Si係，Fe-Cr-Si係（xì），Mo-Si係等。據報（bào）道，用先滲Cr再滲Si的兩步（bù）法工藝可在Nb-Si基超高溫合金表麵製備（bèi）由（yóu）NbSi2、CrSi2、Cr2Nb相組成的Cr改性NbSi2塗層。用等離子噴塗技（jì）術（shù）可在（zài）Nb-Si基合金（jīn）表麵製備Mo-Si-Al塗層，塗層由Mo(Si,Al)2及Mo5(Si,Al)3組成。采用包埋共（gòng）滲法，使用NH4Cl做催化劑，在1350°C下實現Si-Cr-Y的三元共滲，可以在Nb-Si基合金表麵製備Si-Cr-Y共（gòng）滲（shèn）塗層，塗層主要（yào）由Cr2(Nb,Ti)，(Nb,Ti)5Si3和HfSi2組成，Y元素的添加起到（dào）了細化塗層的作（zuò）用。采用（yòng）Si-Ge共滲法經1300°C/10h可在Nb-Si基合（hé）金表（biǎo）麵（miàn）製備Ge改性的矽化物塗（tú）層（céng），經1250°C恒溫氧化100h後的增重為（wéi）5.42mg/cm2。

我國西北工（gōng）業大學近10年來一直在開（kāi）展提高Nb-Si基合金高溫抗氧化性能（néng）方（fāng）麵的研究，開發了Al、Y、Cr、B、Ce、Zr、Ge等單（dān）元以及多元聯合改性的NbSi2基矽化物塗層體係，其（qí）中多種塗層體係經1250°C~1350°C恒溫氧化100h~200h或1250°C-室溫循環氧化100次（cì）後仍對基體合金具有優良的（de）保護能力。其中最具有代表性的是采用Si-AL-Y2O3包埋共滲在Nb-Si基合金表麵製（zhì）備的Y，Al二元聯合改性矽化物滲層，該滲層具有優異（yì）的高溫抗氧化能力，經1250°C恒溫氧化100h後的（de）增重僅為2.3mg/cm2，經1250°C恒溫氧化200h或1350°C氧化100h後的氧化（huà）膜仍致密完整地粘附在（zài）滲層試樣（yàng）上。該滲層具有多層複合結構，由外（wài）到內依（yī）次為占滲層大部分的(Nb,X)Si2外層，(Ti,Nb)5Si4中間層及富Al,Cr的（de）內層。

他們的研究表（biǎo）明（míng），滲劑中的Al粉含量決定了所製備滲層中的（de）Al含量，而（ér）後者（zhě）對滲層的高溫抗氧化能力有顯著影響。滲（shèn）劑中Al粉的添加量在一定範圍時，所製備的滲層經（jīng）1250°C/20h氧化後，表麵氧化（huà）膜致密完整，無剝落現象發生。此外，研究還發現Al對滲層（céng）氧化行為的改性體現（xiàn）於對氧（yǎng）化膜組（zǔ）織結構（gòu）的影響（xiǎng），即合適的Al含量可促使在滲層(Nb,X)Si2外層（céng）表（biǎo）麵優先生成SiO2，並形成以SiO2•Al2O3為主的致密氧化膜。

已（yǐ）有的工作表（biǎo）明（míng），采用一步包埋滲法可成功製備單獨滲矽層（céng）、Y改性矽化物滲層、Al-Y改性（xìng）矽化物滲層及其他多組元改性矽化物滲層，其中Al-Y改性矽化物滲層具有優秀的（de）高溫抗氧化性