目前廣泛用作渦輪發（fā）動機葉片材料（liào）的鎳基（jī）高溫合金的工作溫度已達到1150°C，接近其熔（róng）點，進（jìn）一步提高其使用溫度十（shí）分困難，因此研發能（néng）夠（gòu）在（zài）更高（gāo）溫度下使用的新材料，從而提高渦輪發動機（jī）進口溫度，進而提高飛機發動機（jī）性能就成為材料（liào）研究工作的熱點。在有潛力用於1200°C以上高溫條件的難熔（róng）金屬基（jī）高溫合金中，Nb合金特（tè）別是Nb-Si基合金（jīn）由於具有（yǒu）密度低、高溫強度高等特點，被認為（wéi）是最有希望代替（tì）鎳基高溫合金的新一代超高溫結構材料。然而，到目前為止，Nb-Si基（jī）超高溫合金的高溫抗氧化性能（néng）仍顯不足，且很（hěn）難通過合金化及製備工藝獲得（dé）較大改善，因此需要在（zài）其表麵製（zhì）備抗氧化塗層。

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，目前正在研發的矽化物塗層體係有Ti-Cr-Si係，Fe-Cr-Si係，Mo-Si係等。據報道（dào），用先滲Cr再滲Si的兩步法工藝可（kě）在Nb-Si基（jī）超高溫合金表（biǎo）麵製備由NbSi2、CrSi2、Cr2Nb相組成的Cr改性NbSi2塗（tú）層。用等（děng）離子（zǐ）噴塗技術可在Nb-Si基合金表麵（miàn）製備Mo-Si-Al塗層，塗層由Mo(Si,Al)2及Mo5(Si,Al)3組成。采（cǎi）用包埋（mái）共滲法，使用NH4Cl做催化劑，在1350°C下實現（xiàn）Si-Cr-Y的三元共滲，可以在（zài）Nb-Si基合金表麵製備Si-Cr-Y共滲塗層，塗層主要由Cr2(Nb,Ti)，(Nb,Ti)5Si3和HfSi2組成，Y元素的添加起到（dào）了細化塗層的作用。采用Si-Ge共滲法經（jīng）1300°C/10h可在Nb-Si基（jī）合金表麵製備Ge改性的矽（guī）化物塗（tú）層，經1250°C恒（héng）溫氧化100h後的增重為5.42mg/cm2。

我國西北工（gōng）業大學近10年來一直在開展提高Nb-Si基合金高（gāo）溫抗氧化性能方麵的研究，開發了Al、Y、Cr、B、Ce、Zr、Ge等單元以及多元聯合改性的NbSi2基矽（guī）化物塗層體係，其中多（duō）種（zhǒng）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次後仍對基（jī）體（tǐ）合金具有（yǒu）優良的保護能力。其中最具有代表（biǎo）性的是采用Si-AL-Y2O3包埋共滲在Nb-Si基合金表麵製備的Y，Al二元聯合改性矽化物滲層，該滲層具有優異的高（gāo）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後的氧化膜仍致密完整地粘附在滲層試樣上。該滲層具有多層複合結構，由（yóu）外到內依次為占滲層大部（bù）分的(Nb,X)Si2外層，(Ti,Nb)5Si4中間層及富Al,Cr的內層。

他（tā）們的研究表明，滲劑中的Al粉含量決定了所製備滲層中的Al含量，而後者對滲層的高溫抗氧化能力有顯（xiǎn）著影響。滲劑中Al粉的添加量在一定範圍時，所製備的滲層經1250°C/20h氧化後，表麵氧化膜（mó）致（zhì）密完整，無剝落現象發生。此外，研究還發現Al對滲層氧化行為的改性體現於（yú）對氧化膜組織結構的影響，即合適的Al含量可促使在滲層(Nb,X)Si2外層（céng）表麵優先生成SiO2，並形成以SiO2•Al2O3為主的致密氧（yǎng）化膜。

已（yǐ）有的工作表（biǎo）明，采用一（yī）步包埋滲（shèn）法可成功（gōng）製備（bèi）單獨滲矽層（céng）、Y改性矽化物滲層、Al-Y改性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高溫（wēn）抗氧化性