近日，先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室张世宏教授团队在国际权威期刊《Corrosion science》上发表生物质锅炉高温腐蚀防护的最新研究成果。我校为论文第一单位，博士研究生杨盼盼为第一作者，杨阳教授、张世宏教授为共同通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金区域联合基金重点项目、安徽省自然科学基金杰青延续项目等项目支持。

生物质锅炉在高温下极易遭受碱金属氯化物和硫酸盐的协同腐蚀，极易发生管壁减薄，严重时引发爆管事故，威胁机组安全稳定运行。针对上述问题，团队采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术，创新性地引入MAX相Ti₂AlC作为增强相，制备了Ti₂AlC-NiCrAlY复合涂层，该涂层兼具良好的导热性能和优异的热腐蚀抗性。并系统探究了煤油流量对涂层微观结构和700 ℃下NaCl-KCl-Na₂SO₄混合盐中热腐蚀行为的影响。

NiCrAlY涂层、Ti₂AlC-NiCrAlY复合涂层的XRD谱图及复合涂层中相的相对含量

研究结果发现，煤油流量为30 L/h时Ti₂AlC-NiCrAlY涂层综合性能最优，其热腐蚀增重较NiCrAlY涂层降低了42.58%。Ti₂AlC的原位氧化促进了致密Cr₂O₃-Al₂O₃-TiO₂多组分保护性氧化膜的快速形成，同时Ti对S、Cl具有强亲和力，能够捕获侵入涂层内部的腐蚀性硫、氯组分。当氧化膜发生局部破损时，Ti₂AlC可再次快速氧化，实现原位自修复，从而抑制“活性氧化-氯化循环”腐蚀机制，延缓Al、Cr元素贫化区的扩展。此外，研究揭示了喷涂参数对涂层致密化和残余应力的影响，建立了微观结构、力学性能与热腐蚀抗性之间的关联关系。

该研究为生物质锅炉耐高温腐蚀涂层设计提供了新的理论依据和技术路径。

腐蚀100 h后涂层的EPMA横截面形貌：(a) NiCrAlY涂层, (b) Ti₂AlC-NiCrAlY涂层

反应的吉布斯自由能变化（700°C）

涂层在700℃混合盐中的热腐蚀机理示意图：(a) NiCrAlY涂层, (b) Ti₂AlC-NiCrAlY涂层

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2026.114126