一．硅化物涂層。

　　硅化物涂層應(yīng)用于高溫氧化環(huán)境下，對(duì)基材起到良好的防護(hù)作用。抗氧化的并非是硅化物本身，而是硅化物氧化時(shí)在涂層表面形成的致密 SiO2層，其阻擋了氧向內(nèi)擴(kuò)散。除此之外，硅化物形成的 SiO2為玻璃相，在高溫下具有流動(dòng)性，能夠彌補(bǔ)涂層氧化過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋、孔洞等缺陷，進(jìn)一步提高了硅化物在高溫氧化環(huán)境下的防護(hù)能力，即所謂的“自愈合”能力。硅化物涂層在使用過(guò)程中，SiO2的形成和 Si 元素的損耗同時(shí)進(jìn)行，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，當(dāng)生成的 SiO2不足以形成完整致密的表面層或者無(wú)法彌補(bǔ)涂層中不斷增多的缺陷，氧就會(huì)滲透至基材導(dǎo)致其氧化，并失效破壞。

　　硅化物涂層是目前應(yīng)用最為廣泛的涂層，以美國(guó)的 R512A 和俄羅斯的 MoSi2為代表。R512A的主要成分為 Si-20Cr-5Ti，采用料漿燒結(jié)法制備于鈮鉿合金表面，80～150μm的涂層防護(hù)壽命在 1371℃下為 100 h。此涂層應(yīng)用R-4D等發(fā)動(dòng)機(jī)上，成功應(yīng)用于“阿波羅”登月計(jì)劃登月艙和服務(wù)艙上的姿態(tài)控制。

　　二．Re（錸）基材/Ir（銥）涂層體系。

　　理論計(jì)算表明，Ir 涂層是 Re 表面抗氧化防護(hù)的理想涂層，壽命可完全滿(mǎn)足使用需求。Re /Ir 推力室是目前使用溫度最高并最具發(fā)展?jié)摿Φ牟牧象w系，這個(gè)體系抗氧化主要依靠其高熔點(diǎn)以及低氧滲透率，屬于無(wú)化學(xué)反應(yīng)的純物理防護(hù)。其防護(hù)性能取決于材料熔點(diǎn)、揮發(fā)性氧化物生成的耗損速率及涂層與基材的互擴(kuò)散速率。Re /Ir 材料的應(yīng)用可行性來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面: 一是 Ir 的熔點(diǎn)為2447℃，1200℃以上無(wú)氧化物生成，且2200℃下，氧滲透率僅有 10-14g·cm-1?s-1; 二是 Re與Ir 熱線(xiàn)膨脹系數(shù)接近，Re為 6.63×10-6/K， Ir為6.4×10-6/K，保證了高溫應(yīng)用時(shí)二者之間的結(jié)合強(qiáng)度。對(duì)Re基材/Ir涂層的結(jié)構(gòu)體系而言，其材料失效主要取決于二者的互擴(kuò)散。由于 Re 抗氧化能力差，當(dāng)Re擴(kuò)散至Ir 涂層表面并且原子百分比超過(guò)20%時(shí)，Ir 涂層將迅速失效。我國(guó)航天材料及工藝研究所的粉末冶金/電弧沉積Re/Ir 推力室技術(shù)目前已具備短噴管制備能力，并通過(guò)300s地面試車(chē)，試車(chē)最高溫度為2090℃，涂層完好。試樣性能目前已達(dá)到2000℃下壽命不低于7 h，2000℃到室溫?zé)嵴鸫螖?shù)不低于 500次。