[科普中国]-包覆性涂层

把一种金属或合金包覆在基体金属表面并通过后处理使包覆材料与基体表面紧密结合的工艺方法。用纯铝包覆高强度铝合金通过热轧形成包铝板材或型材，既维持了铝合金的高强度，又改善了铝合金的耐腐蚀性能，是航空工业应用最广泛的包覆实例。把耐高温氧化、热腐蚀的合金箔材包覆在用高温合金制成的燃气涡轮叶片上，然后在惰性气体保护下进行热等静压，使包覆材料与基体之间产生一定的互扩散作用而达到冶金结合，是提高叶片抗高温腐蚀性能，延长使用寿命的途径之一。1

原理利用各种物理或化学的沉积方法在合金基体表面直接制备一层含保护性金属元素，具有保护性的金属薄膜，这层薄膜就是包覆涂层，也称合金化涂层。其典型代表是MCrAIY涂层。包覆涂层克服了扩散型涂层所存在的涂层与基体相互制约、涂层组织受扩散反应限制的弱点，通过表面沉积的合金化涂层的优化设计和制备，得到更好的抗高温腐蚀性能和更长的使用寿命。如MCrAIY涂层，目前已成为最佳的合金高温防护涂层；涂敷了MCrAIY涂层的燃气轮机叶片可在恶劣的高温腐蚀环境中工作四万小时以上。

MCrAIY涂层的成分和结构与基体合金无关，这类基体通常采用电子束物理气相沉积、真空镀膜、离子镀膜和溅射镀膜及等离子喷涂等先进的现代技术进行涂敷。其中，溅射和电子束一物理气相沉积(EB - PVD)及等离子喷涂是制备MCrAIY涂层的主要手段。

特点MCrAIY涂层的设计和选择要求考虑涂层的抗氧化、抗热腐蚀性、力学性能、组织稳定性、结合力和低的塑脆转变温度等。

在MCrAIY涂层中，大部分铝处于β相中，而大部分铬处于γ相中。β相氧化形成氧化铝膜，提高了涂层中β相的相对含量，抗氧化性能因此就增强。而且涂层中的铬能降低生成保护性氧化铝膜所需要的铝含量，涂层中若含有50/-10%Cr，则形成Al2O3膜的铝临界浓度从40%降至10%左右。在涂层中加入少量的Y（通常