通常情况下，高温合金含有足够高的Al、Cr或Si，这些元素在高温环境中发生选择性氧化，在表面形成完整致密的Al2O3、Cr2O3或SiO2保护膜，从而赋予合金优良的抗高温氧化性能。而文献报道，Si、Cr元素共存的合金体系，比只含Si或只含Cr的体系高温抗氧化性更佳。因为优先生成的SiO2能够为随后生成的Cr2O3提供更多的形核点，从而更有利于保护性氧化膜的生成。另一方面，SiO2保护层能够进一步阻止因元素Cr由基体向外扩散而加剧的材料氧化。AISI304不锈钢(国内牌号0Cr18Ni9)作为耐热钢，其使用温度为室温～800℃，高于800℃后AISI304将因抗氧化性能急剧下降而失效。Fe3Si具有优异的抗氧化和耐腐蚀性，但其DO3型结构，使得其因脆性问题而难以广泛应用。利用熔盐渗硅方法在AISI304不锈钢表面生成一层富含Cr、Ni的Fe3Si型过渡族金属硅化物渗层，则可以避开Fe3Si的脆性，并有望将AISI304的使用温度提高到800℃以上，从而拓展AISI304不锈钢的应用领域。
硅化物渗层的高温抗氧化性能取决于渗层组织中渗层缺陷的分布与大小。传统盐浴渗硅温度在1050℃左右，本文采用NaCl∶KCl∶NaF=2∶2∶1的碱金属卤化物混合体系为载体，其初晶温度的平均值为587.6℃，以Na2SiF6和Si粉作为渗硅剂，以SiO2为助渗剂，在800℃下用熔融盐法在AISI304不锈钢表层形成了一层富含Cr、Ni合金元素的Fe3Si型过渡金属硅化物渗层。渗层组织从缺陷带至渗层表面，结构致密，无缺陷。本文研究了硅化物渗层在900℃下的抗氧化性能，并简要探讨了渗层在900℃下的氧化动力学机制。实验材料选用国内某钢铁集团生产的连铸态的0Cr18Ni9奥氏体不锈钢。采用电火花切割法加工成10mm×10mm×5mm的块状试样，表面经金相砂纸打磨后用无水乙醇清洗，烘干后备用。中性盐-渗硅剂中各成分按摩尔比分别为36%NaCl、36%KCl、18%NaF、8%Na2SiF6、2%Si的配比均匀混合。将渗硅剂和中性盐混合物装入氧化铝坩埚，加热至800℃熔化，然后将准备好的不锈钢试样放入熔融状态下的盐浴中并将截好的石英管(SiO2)一端伸入坩埚底部，一端暴露在外，保温5h后空冷至室温，用清水洗去表面的残盐。循环氧化实验在箱式电阻炉中进行。电阻炉升至设定温度后，将试样连同盛放样品的瓷舟一起放入(瓷舟预先经800℃高温烘烤直至其恒重)，试样在设定的累积氧化时间取出，冷却至室温后用电子天平(感量0.01mg)进行称重。以AISI304为基体，在800℃的卤化物混合体系融盐中保温5h渗硅，得到富含Cr、Ni元素的以Fe3Si型金属间化合物为主的渗层。渗层表层组织致密，渗层厚约600μm。渗硅试样900℃下循环氧化过程中形成的氧化膜较为致密，氧化动力学曲线为二次抛物线型。在循环氧化的过程中，Si、Cr元素分别通过渗层渗层-基体界面进行互扩散，使得界面结合强度得到增强。900℃下循环氧化过程中Si元素由基体向外进行上坡扩散，与扩散进来的O结合成SiO2，Cr元素通过上坡扩散富集于渗层和氧化膜介面处，形成由SiO2、Cr2O3组成的内层氧化膜，其与Fe2O3组成的外层氧化膜共同构成的渗层氧化膜是渗层具有优异抗氧化性能的原因。(榕霖) 

备注：数据仅供参考，不作为投资依据。