高温防护涂层表面氧化铝相转变的研究进展

丁航 1，刘琴1，靳磊2，谢云1，彭晓1（1.南昌航空大学 材料科学与工程学院；2.中国航空制造技术研究院 先进表面技术航空科技重点实验室）

摘要：高温防护涂层主要依靠在表面生成保护性的Al2O3 膜来抵御高温氧化腐蚀，但Al2O3 具有多种相结构，探究如何促进Al2O3 由亚稳态向稳态快速转变至关重要。概述了Al2O3 相转变的基本原理，包括相转变的两个阶段以及温度对转变速率的显著影响。同时归纳了涂层中不同的活性元素和微观结构对Al2O3 相转变的影响规律及作用机理。在此基础上，综述了近年来快速发展的各种表面改性技术对加速Al2O3 相转变的重要发现，通过系统总结铝化物涂层表面喷涂或内部弥散特定类型的纳米氧化物颗粒对Al2O3 相转变的影响规律，深入探讨了hcp 晶体结构纳米氧化物颗粒促进α-Al2O3 形核生长的“模板”效应的本征机制。最后，对今后高温防护涂层表面氧化铝相转变研究工作仍需解决的重点问题进行了展望，希望借助原位或在线表征技术对Al2O3 的相转变过程进行原子尺度表征，同时结合人工智能技术辅助完善或建立相关作用模型，为先进高温防护涂层的发展提供理论指导。

关键词：高温合金；高温防护涂层；氧化铝保护膜；高温氧化；作用机理