nial金属间化合物具有高熔点(1638℃)、低密度(5.86g/cm3)、高杨氏模量(294gpa)、较高的热导率(78w/mk)以及优良的高温抗氧化性能，因而是一种具有极大潜力的高温涂层材料。nial基涂层可用于航空发动机涡轮叶片、导向叶片和镍基合金的防护涂层。新型的nial基涂层具有耐磨、抗蚀和抗氧化等特性，可广泛用于化工、石油、钢铁制造以及工业涡轮机、发动机回转窑内外表面以及各种高温零件的表面防护。目前，nial涂层的制备方法主要包括化学气相沉积、物理气相沉积、自蔓延高温合成、包埋扩散法和热喷涂技术。其中，热喷涂又主要包括电热爆炸喷涂、hvof超音速火焰喷涂和大气(真空)等离子喷涂等。由于nial金属间化合物存在室温塑性和韧性差的问题，也给用热喷涂方法制备nial金属间化合物涂层带来了困难，当热喷涂火焰刚刚移走而冷却到室温时，涂层脆裂脱落，难以获得完整的具有一定厚度的涂层。在相同工艺条件下，不加稀土ceo2和cr的nial粉末所形成的nial涂层只有10μm左右，沉积效率低且涂层中存在大量的脆性裂纹；而加入稀土ceo2和cr的粉末可以形成200μm厚的致密均匀涂层，并提高了涂层的力学性能。可见，热喷涂粉末特性对nial涂层的沉积效率和涂层组织结构及性能有很大的影响。目前，热喷涂nial粉末用得较多的是镍包铝或铝包镍粉末(通过喷涂反应生成nial涂层)或通过雾化法制备的合金化粉末。鉴于此，本文拟采用自蔓延高温合成法制备适合大气等离子喷涂用的nial粉末，以该粉末为喂料，在45钢基体上制备nial涂层，考察涂层的高温氧化行为和耐腐蚀性，以期为nial金属间化合物涂层的应用提供理论基础。
采用ni粉(粒度74μm，纯度99.8wt%)、al粉(粒度38μm，纯度99.98wt%)为原料，按照原子比为1∶1均匀混料后自蔓延高温合成nial金属间化合物，破碎后过筛得到粒度为38～104μm的喷涂粉末。基体材料为45钢，除油、除锈、喷砂和超声波洗净及干燥后备用，表面粗糙度ra为7.5μm。采用aps-2000型大气等离子喷涂设备在45钢表面制备nial涂层，涂层厚度为180～200μm。将nial涂层和45钢试样在800℃进行氧化试验。将样品放入高纯氧化铝坩埚中，每氧化24h后，从箱式电阻炉中取出样品，自然冷却后采用分析天平(感应量10-4g)称其质量，随后又放入炉中继续氧化，样品在炉中氧化的累计时间为168h。nial涂层和45钢的耐盐腐蚀试验在室温下采用全浸法进行，腐蚀环境为4wt%nacl(质量分数)溶液。每腐蚀1天后，样品取出用蒸馏水洗去样品上的盐，干燥后采用分析天平(感应量10-4g)称其质量，随后又放入新配的腐蚀溶液中继续进行，试样在溶液中累计腐蚀42天。
自蔓延高温合成制备的nial粉末主要由nial和少量al3ni相组成。燃烧产物nial坯体易破碎，粉末的流动性较好，沉积效率较高，适合等离子喷涂用。制备的nial涂层致密且与45钢基体结合良好。nial涂层试样800℃氧化168h质量损失13.8mg/cm2，约为45钢的1/10，提高了基体的高温抗氧化性能，归因于高温氧化过程中涂层表面变成了一层薄薄的al2o3保护膜阻止了氧向基体扩散。45钢在盐溶液腐蚀42天质量损失5.34mg/cm2，nial涂层质量损失1.23mg/cm2，可见nial涂层改善了45钢的抗盐腐蚀性能。
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