几乎所有的实用金属和合金都会发生高温氧化和腐蚀。理解其机制，设计和发展防护涂层，预测材料及防护涂层在高温服役环境中的退化和寿命，有着重要的科学意义和应用价值。典型的高温防护涂层有3类：扩散涂层、MCrAlY包覆涂层和热障涂层体系。我国学者在高温涂层的研究方面，卓有成效地开展了工作并取得显著成果。
（1）纳米晶和超细晶涂层
纳米晶结构涂层得到了更多的关注。2000年前后，开展纳米晶涂层的研究者基本上是中科院金属研究所辐射的华人研究圈，研制了不同组成的纳米晶涂层；而近年来国外研究人员也逐渐进入该领域。与传统粗晶（晶粒度为纳米级）扩散涂层和包覆涂层相比，纳米晶涂层的优势在于以下几点：（1）在Cr或Al含量不高的条件下就能生长保护性氧化膜；（2）保护性氧化膜的粘附性强，不易剥落；（3）可以设计与高温合金基体成分匹配的纳米晶涂层，避免涂层与合金在氧化过程中元素互扩散而导致力学性能下降。基于对纳米晶氧化行为的认识，设计并首次使用电化学沉积方法制备了通常由物理气相沉积的方法制备的具有纳米结构的Ni-Cr-Al型防护涂层。最近的研究发现，超细晶合金的氧化也呈现纳米晶所展现的氧化特征。比如，粗晶（平均晶粒度~100µm）Ni3Al涂层在900℃循环氧化时易发生Al2O3膜剥落，但是超细晶（晶粒度~325nm）的Ni3Al生长的Al2O3不剥落。对比粗晶核超细晶Ni2Al3涂层，也发现后者因生长粘附性强的Al2O3膜而使抗循环氧化性能增强。
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