曹依然 操光辉,2

(1.上海大学材料科学与工程学院，上海 200444； 2.省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室，上海 200444)

随着现代科技的发展，航空发动机逐渐朝着高功率、高效率、长寿命和少排放的方向发展，需要不断提高燃气涡轮发动机部件的服役温度。通过优化材料设计、冷却技术及制造方法，提高了发动机用镍基高温合金的性能，但进一步提高其工作温度的潜力有限。在合金表面覆盖热障涂层(thermal barrier coating, TBC)，加之高温合金部件的内部冷却，能使合金表面降温约100～300 ℃，同时提高其抗氧化和耐腐蚀性能，使现代发动机可以在高温合金熔点以上的温度使用，从而在效率和性能上获得了显著的提升[1- 4]。

最常见的TBC为双层结构，包括表层陶瓷层和粘结层。金属粘结层的发展经历了简单铝化物涂层(NiAl/Ni3Al涂层)[5]、包覆涂层(MCrAlY涂层，M=Ni和/或Co)[6]、改性铝化物涂层(Pt/活性元素/Si改性涂层)等。Pratt & Whitney公司最早研制的热障涂层粘结层材料采用的是β- NiAl[7]，将Pt元素添加到β- NiAl组分中可明显地改善涂层的抗氧化性能[8]。但目前有关Pt在β- NiAl涂层抗高温氧化过程中的作用机制尚不明确，因此本文制备了不同Pt含量的β- NiAl基合金，以更深入地了解Pt改性β- NiAl基合金的氧化过程，为Pt改性β- NiAl涂层的制备工艺及改进提供依据。

1 试验材料与方法

采用纯度为99.99%(质量分数)的镍(Ni)、铝(Al)和铂(Pt)3种金属单质，按固定成分配比在真空电弧熔炼炉中熔炼，获得Ni- 50Al和Ni- 45Al-xPt(x=5,15,25,原子分数,%)4种成分的合金。随后，将合金锭真空封装后置于马弗炉中，在1 150 ℃退火72 h后炉冷至室温，使合金均匀化。……