难熔金属铌及铌合金涂层

 金属铌具有许多优异的特性，如高熔点( 约2 468 ℃) ，相对较低的密度，良好的延展性、生物相容性、抗氧化性和高导热性，作为涂层材料已应用于航空航天和电子产业。Li等利用磁控溅射法制备了Nb 涂层作为C/C复合材料的防护层，经试验发现Nb涂层可以保护C/C复合材料在1173K高温下75 min 内不被氧化。Pan等在不锈钢表面制备了Nb 涂层，以提高不锈钢在酸性介质中的耐腐蚀性。Nb 涂层在高于600℃的条件下很容易被氧化，在纯Nb涂层中添加合适的合金化元素如Al、Ti等可以改善Nb合金涂层的高温抗氧化性。Nb可以对铝合金进行表面改性，张春华等采用激光合金化工艺在6061Al合金表面制备了Al-Nb金属间化合物改性涂层，涂层与基材呈良好的冶金结合，由Al3Nb和α-Al固溶体组成，经测试该涂层的硬度是基体铝合金硬度的6倍，是一种很有发展前景的表面涂层材料。Nb还可以改善Ti及Ti合金的高温抗氧化性能，已有不少研究者报道了Nb-Al-Ti高温合金涂层在钛合金表面的应用，并对涂层的显微组织、硬度及抗高温氧化性能进行了研究。目前，对Ti-Al-Nb涂层的氧化行为研究周期主要集中在10～100 h 范围内，在高温下的长期氧化行为研究较少。Dai等制备了不同Nb 含量的Ti-Al-Nb 涂层，研究了合金涂层在800 ℃下1000h内的长期高温氧化行为，并通过分析发现，Nb的添加显著降低了涂层的开裂倾向，增加了涂层氧化产物的附着力，还发现Ti-Al-40Nb涂层具有最佳的高温抗氧化性。Nb和Nb合金涂层因良好的耐腐蚀性和抗氧化性得到了广泛应用，还因其良好的生物相容性而被作为多孔涂层材料应用于生物医疗领域，这也是近年Nb及其合金涂层研究热点。