近日，我院硕士研究生许运镇在周圣丰教授和任盼副研究员指导下，探究了振荡激光定向能量CoNiCrAlY-MoSi2合金高温氧化行为，相关工作以“Enhanced oxidation resistance of CoNiCrAlY-MoSi2 alloy by oscillating laser-directed energy deposition: Role of (Cr,Mo)3(Co,Ni)5Si2 phase-mediated element-trapping”为题发表在腐蚀领域权威刊物Corrosion Science（一区TOP，IF: 8.5），许运镇和任盼为共同第一作者，周圣丰教授为通讯作者，暨南大学为第一通讯单位。
航空发动机、燃气轮机等高端装备的热端部件在严苛环境下（高温、高压及腐蚀）服役，通常使用MCrAlY（M=Ni、Co 或 NiCo）合金作为其保护涂层。但是，随着发动机热效率的不断提升，对 MCrAlY 合金的高温性能构成了严峻挑战。当前，为延长 MCrAlY 合金服役寿命，研究多聚焦于合金化（引入 Ta、Pt 等）或氧化物弥散强化（ODS）技术，可以实现晶粒细化、晶界强化而提升抗氧化性能。但是，这两种方法均未解决核心问题——MCrAlY 基体（热膨胀系数 14~18×10-6 K-1）与热生长氧化物α-Al2O3（热膨胀系数约 8×10-6 K-1）存在显著热膨胀系数（CTE）失配，在长期热循环过程中易引发氧化层开裂与剥落，导致MCrAlY 合金过早失效。
基于此，本研究采用振荡激光定向能量沉积（OL-DED）技术在 CoNiCrAlY 基体内引入10 wt.%且具有低热膨胀系数的MoSi2颗粒。OL-DED通过动态调控熔池，可以有效抑制冶金缺陷的产生，并利用其精确的热控制使MoSi2分解为Mo与Si原子后均匀弥散，实现了微观组分的均匀化。该过程促进了低热膨胀系数金属间化合物（β 相与 (Cr,Mo)3(Co,Ni)5Si2相）的形成，减小了热生长氧化物与基体之间CTE失配，从而降低了热生长氧化物开裂与剥落的风险。此外，具有高温稳定的（Cr,Mo)3(Co,Ni)5Si2相，可通过元素捕获效应固定 Cr与Mo 元素，抑制挥发性 MoO3及有害尖晶石氧化物（Co (Ni) Cr2O4）的生成，进一步维持热生长氧化层的完整性，极大限度地提高了CoNiCrAlY-10MoSi2合金的抗高温氧化性能：其服役温度可提升100 ℃（达到1100 ℃）。这些研究结果可为后续MCrAlY合金的工程应用提供理论基础与技术支撑，为高性能高温合金设计提供新思路。
该研究得到了国家自然科学基金（92166112、52441077、52373236 和 52271132）、广东省自然科学基金（2024A1515010658）、广东省国际科技合作专项（2023A0505050103）、广西壮族自治区信息材料重点实验室开放基金（231033-K）、广东省基础与应用基础研究基金（2025A1515011966、2024B1515250002）、中央高校基础研究基金（21624409）和广东省粤佛联合基金重点项目（2024B1515120031）支持。
原文链接: https://authors.elsevier.com/c/1lrJg,Fwj3GmY
