[科普中国]-扩善型涂层

扩散型涂层是将抗高温氧化和抗腐蚀元素（如铝、铬、硅等）经高温扩散渗过程，与金属合金表面反应，并在金属合金表面形成抗高温氧化和抗高温腐蚀的合金化层或金属间化合物，从而显著提高金属合金抗高温氧化和抗高温腐蚀性能的涂层。它也可以称为埋渗涂层，是目前应用最广泛的一种高温防护涂层。它是利用热扩散技术制备的涂层，与基体合金治金结合，因此涂层的附着力好，涂层与基体结合紧密。

基本概念例如镍、钴、铁基合金经扩散渗铝，在其表面形成铝化物涂层，如β-NiAl、β-CoAI或FeAl等。由于这些渗铝层在高温氧化时能形成Al2O3氧化膜，基体合金得到保护，使得合金具有良好的抗氧化性。因此，这种扩散涂层得到广泛应用。该铝化物涂层几乎占高温防护涂层的90%，而且制备铝化物涂层的扩散渗铝工艺成熟，方法多样，包括固体粉末渗铝、热浸铝、料浆渗铝、气体渗铝、电泳渗铝、电解渗铝、化学气相沉积，等等。其中，固体粉末铝工艺最成熟。1

固体粉末渗铝固体粉末渗铝固体粉末渗铝又称包装渗铝。渗铝时，将工件埋在粉末状的渗铝剂中，密封后加热至50~1050℃，保温若干小时后，即可在工件表面形成渗铝层。渗铝剂包括：①铝粉或铁铝合金粉末，提供铝原子原料；②氧化铝粉末，作为稀释填充剂，以防止金属粉末烧结；③氯化铵，作为活化催渗剂。

热浸铝热浸铝热浸铝是将预处理过的工件浸入熔融的铝液中，经一定时间保温后取出，在其表面形成热浸铝层。热浸铝主要用于提高钢铁材料和铁基合金的抗氧化性和耐蚀性。较较常用的“改进的森吉米尔法”浸铝工艺是：酸洗、洗涤和干燥后的工件首先通过900~1000℃的氢气炉，经表面净化后浸入705~760℃进行铝浴，再保温10~20min。作为耐蚀用涂层，热浸铝层可不必进行扩散退火而直接使用。若作为抗高温氧化涂层，则需要进行扩散退火，使渗层表面形成FeAl相。FeAl相熔点比铝高，氧化时形成Al2O3，可用作高温防护涂层。为改善渗铝层的切性和表面质量，可以往铝液中加入一定量的锌、稀土元素、钼、锰等。1

化学气相沉积渗铝化学气相沉积渗铝化学气相沉积渗铝的原理与固体粉末渗铝相似，但它是非接触扩散渗铝。渗铝时，气相的渗剂导人密封反应器的腔体里，反应器内通入氩气，并加热至给定温度，气体与工件反应形成涂层。1

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李斌 - 副教授 - 西南大学