第十五届全国表面工程青年学术会议

       高温力学性能优异的铌合金可用于高超声速飞行器与火箭动力系统发动机热端部件，但铌合金因其“Pest”效应导致高温抗氧化性能差，严重限制了其工程应用。传统的硅化物涂层对提高铌合金抗氧化性能已达瓶颈，且其表面发射率低，抗烧蚀性能差。本文提出在铌合金包埋渗硅层表面通过微弧氧化纳米粒子同步沉积烧结技术一步构建功能粒子改性多层涂层，协同提升铌合金的高温抗氧化烧蚀和辐射散热性能。针对超高温极端环境下热防护涂层耐温不足，合金基体热载荷过大、高温力学强度衰退问题，提出高红外发射率辐射散热降低涂层表面热平衡温度。进而通过调控固-液-气耦合氧化产物层，构建出结构致密稳定的氧化物层，确保在烧蚀冲刷环境下氧化层的完整性和致密性。结果表明，多层涂层将Nb合金的发射率提升至0.9以上，显著降低热平衡温度。经等离子烧蚀60s后单一NbSi₂涂层已完全失效导致基体熔穿，而多层涂层在烧蚀时间延长至100s后仍保持涂层的完整性。综上，在铌合金表面通过微弧诱导功能粒子沉积烧结成功制备了抗高温氧化烧蚀/高发射率辐射热防护多功能防护涂层，解决了铌合金在超高温下热承载温度不足、高温抗氧化性能已达瓶颈的问题。

微弧氧化；铌合金；热防护涂层；高发射率