#知识分享#
西工大苏海军《JMST》：新方法！制备纳米共晶结构高温氧化物陶瓷涂层
镍基高温合金因其在高温下优异的机械性能而被广泛应用于高温部件。随着航空航天技术的飞速发展，高端装备对部件性能的要求逐步提高，高性能涂层材料的开发变得尤为重要。在众多材料中，氧化物陶瓷凭借其高熔点、高强度以及低的热导率和热膨胀系数，成为金属部件表面热防护与性能强化的理想选择。熔体生长的氧化物共晶陶瓷在超高温环境中表现出优异的组织和性能稳定性，这种卓越的性能主要源于其独特的耦合生长三维网状凝固共晶组织和共晶相界面之间极低的应变能。氧化铝基共晶自生复合陶瓷具有高熔点、低密度、抗氧化、良好的高温力学性能、优异的组织和性能热稳定性等特点，有望成为超高温氧化性环境中长期服役的新一代结构材料。氧化物陶瓷涂层能够显著提升基体的耐磨性、耐腐蚀性以及高温抗氧化性能，因此在航空航天、化工机械等领域展现出巨大的应用潜力。目前，制备氧化物陶瓷涂层的常用方法包括自蔓延高温合成（SHS）、化学气相沉积（CVD）、热喷涂、等温化学气相渗透（ICVI）以及激光选区熔化（LPBF）。每种技术均具有其独特的优势与不足。例如，SHS工艺简单、节能且生产周期短，但对原材料纯度要求较高，且快速冶金反应的精确控制较为困难。CVD技术能够制备高纯度、致密的陶瓷涂层，但设备成本高且生产效率相对较低。热喷涂因其高效率和操作便捷而受到广泛关注，但涂层通常存在高孔隙率和较低结合强度的问题。激光增材制造技术通过在基体上快速熔化和凝固材料，形成适用于表面强化和部件修复的涂层。快速凝固过程能够促进晶粒细化与微观结构的均匀化，从而提升涂层的硬度、耐磨性和结合强度。