TiAl基合金与传统钛合金及高温合金相比具有其独特的综合性能，即低密度(其密度只有镍基高温合金的1/2)、高强度(其高温力学性能与镍基合金相近)、高熔点和优良的抗蠕变性能[2]。

TiAl基合金广泛应用于汽车或航空发动机的高温部件如压气机叶片、排气阀和增压涡轮等[3]，特别是在航空高温结构材料方面，是代替镍基高温合金的理想材料，是很有应用前景的轻型高温材料之一[4]。在金属表面制备特定的涂层，可以显著的提高材料整体的耐热性能。制备抗高温氧化涂层的工艺方式较多，但目前应用较广的方式有等离子喷涂法和电子物理沉积等方法[5]。

1。2 等离子喷涂技术的发展

1。3 等离子喷涂原理及特点

图1-1 等离子喷涂工艺原理示意图

如图1-1为等离子喷涂原理示意图。等离子喷涂的热源选择非转移型等离子弧，并且主要选择粉末喷涂作为主要喷涂方式。气体通向喷枪口内部，整流电源的负、正极分别接喷枪的电极(阴极)和喷嘴(阳极)，电弧利用高频火花产生[8]。当气体被加热到较高温度时，气体发生电离现象。在气体压力和机械压缩的作用下，气体从喷嘴喷出，由此产生高温高速等离子流。气体流动带动喷涂粉末进入等离子焰，并被加热融化，形成熔融或半熔融的粒子束，以较高的速度撞击到基材表面，并形成层层叠压的涂层[9]。

常见的等离子喷涂涂层有耐蚀涂层，耐磨涂层和绝缘涂层。其特点如下：

(1)焰流温度高，热量集中，任何高熔点和高硬度的粉末材料都可以被熔化。

(2)等离子喷涂时产生的的等离子焰速度非常高，使得喷涂粉末具有较大的动能，因此可以形成致密性高的涂层，大概在88%～99%之间，结合强度范围在30MPa～80MPa之间。

(3)喷涂获得的涂层表面光滑平整，可以准确控制涂层厚度，因此可以直接采用精加工工序对涂层进行精加工[10]。

(4) 工作气体是惰性气体，能够保护粉末材料以及工件表面不受氧化，从而得到高质量，含杂质少，氧化物少的涂层。

(5)喷涂时工件表面不带电，不熔化以及喷射粉末的速度高，工件表面的热影响区很小，这是因为工件与喷枪的相对位移速度快。

(6)喷涂时的粉末速度高，沉积率也远远大于其他热喷涂工艺，高能等离子喷涂设备的粉末沉积率高达8kg/h，等离子喷涂的高效性得到充分显示[10]。

1。4 钛铝基合金的特点及应用

1。4。1 钛铝基合金的优点

与传统钛合金及高温合金相比，TiAl基合金(TiAl基金属间化合物)综合性能较佳，具有较低的密度、较高的强度、较高的熔点以及优异的抗蠕变性能。广泛应用于制造航空发动机的高温零部件，是作为替代镍基高温合金的理想材料，TiAl基合金是一种轻型高温材料，具有很大应用前景[11]。

1。4。2 钛铝基合金的不足

当然，TiAl基合金也存在一些不足：(1)常温下的延展性能差，难以进行成型加工；(2)在高温条件下耐磨性能不足；(3)高温时钛铝基合金抗氧化性能较差，当工作温度高于850℃时，其抗氧化性能快速恶化[12]。

钛铝基合金高温氧化时，会在表面产生TiO2氧化膜，无法保护机体。同时氧会渗进到基体，生成固溶体在α—Ti。氧的含量超过1。5%(摩尔分数)时合金的塑性显著下降，而氧在这种固溶体中的固溶度高达34%(摩尔分数)，使得合金的性能严重不足[13]。

1。5 钛铝基合金的高温氧化防护

目前，改善钛铝基合金的高温条件下氧化性能主要方式有以下两种：

(1)合金化，也可以设计新的合金体系。通过在基体中添加各种合金元素，达到提高TiAl基合金高温时抗氧化能力的目的；