颜 磊，刘京雷，徐 宏，任衍伦

(华东理工大学 机械与动力工程学院 化学工程联合国家重点实验室，上海 200237)

高铬镍合金材料由于其优异的综合性能被广泛用于高温和腐蚀环境中。在固体燃料电池(SOFC)中，部分铁素体不锈钢由于制造成本低、导电和导热性高被用作连接材料[1]以替代陶瓷材料；在石油化工业中，HP40等合金因其优异的高温力学和抗腐蚀性能被用来制备乙烯裂解炉管[2]；在核电工业中，一些镍基超级合金被考虑用作高温结构件，如中间换热器和高温气体输送管道[3]。这些材料在服役过程中常常面临着苛刻条件：高温、氧化、渗碳或脱碳。例如在 SOFC中，高温氧化导致部件尺寸变化和质量损失引起密封问题，并且会在材料表面生成导电率低的 Cr2O3氧化层。特别是在 SOFC工作时，Cr2O3会被进一步氧化为挥发性高的六价铬氧化物 CrO3及氢氧化物CrO2(OH)2[4]，降低电池的性能。在乙烯裂解过程中，裂解炉管内表面的渗碳和结焦会阻碍热量的传递、降低产率以及缩短炉管寿命，从而制约装置长周期正常运行，而且Fe、Ni元素本身就是催化结焦的催化剂[5]。

目前，在合金表面制备尖晶石涂层是有效解决此类问题的手段之一。在合金表面覆盖一层尖晶石结构，可以将合金基体与外界环境隔开，以避免基体进一步被腐蚀。无论是在氧化还是渗碳环境中，尖晶石结构都比Cr2O3稳定，且不易分解[6]。QU等[7]采用粉末烧结法制备出了一系列的 Mn-Cr、Ni-Cr和Co-Cr尖晶石，对其性能研究结果表明，与Cr2O3相比，此类尖晶石结构热膨胀系数与合金基体的差异更小，电阻率更低，抗氧化性更强。……