航空发动机涡轮叶片在使用时必须加防护涂层,以提高基体合金的抗高温氧化性能。铝-硅涂层是一种很好的二元涂层,具有良好的高温抗氧化能力。在铝硅涂层中加入稀土氧化物Y₂O₃能更好的改善涂层的抗氧化能力,提高氧化膜的粘附性,降低氧化增重速率。本文用无机盐料浆法分别在k4104镍基高温合金表面制备了Al-Si涂层和Al-Si加Y₂O₃涂层。依据GB/T13303—91标准,进行了1000℃×200h高温氧化性能试验,对氧化增重数据进行了分析,用Origin软件绘制了氧化动力学曲线。讨论渗铝-硅-稀土涂层的抗高温氧化性能,并对稀土的作用机理进行探讨。通过对渗铝-硅试样和渗铝-硅-稀土试样高温氧化动力学曲线的分析,得出渗铝-硅-稀土涂层比渗铝-硅涂层有更好的抗高温氧化性能。 用带能谱分析的SiRion扫描电镜观察了涂层的表面氧化形貌,并分析氧化膜成分。试样表面生成致密完整的Al₂O₃膜,随氧化时间的延长,试样剥落现象也趋明显,但剥落后仍有新的Al₂O₃膜生成,保护基体。 同时用SEM对试样进行截面观察,测量氧化膜厚度,观测氧化膜分层结构,分析涂层及基体中各个元素的浓度。K4104镍基高温合金渗Al-Si-RE涂层在高温长时间保温过程中,通过互扩散形成的富铝的β-NiAl相和富镍的β-NiAl化合物层使涂层获得良好的抗高温氧化性能。 涂层中稀土氧化物Y₂O₃的加入提高了α-Al₂O₃氧化膜与基体的粘附性,降低氧化膜中的应力,涂层不易开裂、脱落;Y₂O₃的加入降低了氧化增重速率;Y₂O₃的加入还可以阻碍互扩散的进行,降低了NiAl相中的Al的贫化速率,延长涂层的退化速度,提高涂层的抗氧化性能。