金属高温结构材料既要具备足够的力学性能和适宜的加工制造性能，又需具有优良的化学稳定性。高温下使用最广泛的高温合金，在腐蚀性气体环境中发生严重的氧化和热腐蚀，成为其限制应用的主要因素。解决的途径有：一是调整合金成分和组织结构，以提高其自身的抗高温氧化与热腐蚀的能力，这方面取得了一些进展，但因为改善合金抗高温腐蚀性能的合金元素添加量受限制，当添加量稍多会显著降低合金的力学性能，反之亦然，这种矛盾尚未解决；另一途径就是在高温合金表面施加防护涂层，它既能提高合金抗高温氧化与热腐蚀性能，又可保持合金的力学性能在许可的范围之内，这方面取得了满意的进展，在工程中得到了广泛的应用。

抗高温涂层材料一般同时具备抗高温氧化、抗高温腐蚀及抗高温磨损性能。

抗高温氧化涂层一般用于高于550℃的氧化腐蚀环境中，目前常用的材料有Fe基、Co基、Ni基合金。一些氧化物陶瓷同样可用于高温氧化环境中。这类涂层主要采用常压或低压等离子体喷涂，涂层的致密度至关重要。合金涂层除了抗高温氧化、腐蚀，主要用于功能陶瓷涂层的中间结合层外，同样用于磨损零件的修复，如燃气轮机的导向叶片、阀座、活塞杆、密封室、轴承、轴套等。在选择抗高温涂层材料时，应把应用工况条件-基体-涂层三者作为一个整体考虑，才能获得综合性能良好的结果。

1.耐高温涂层材料的选择的基本原则

（1）具有足够高的熔点 涂层材料的熔点越高，可以使用的最高温度越高。

（2）高温化学稳定性好 材料本身在高温下不会发生分解、升华或有害材料微观结构转变性能。

（3）具有要求的热疲劳性 在冷、热交替的热疲劳条件下，基体材料和涂层材料的热膨胀系数、热导率等热物理性能应当匹配。如果相差过大应采取梯度涂层设计进行过渡，否则将出现涂层的剥落失效。在高温热循环过程中，基体材料或涂层材料内部发生相变，如果相变引起了体积变化会产生体积变化应力导致涂层开裂或剥离。例如，二氧化钴晶体在高温会发生伴随7%体积变化的相变。因此在作为耐高温涂层使用中应该材料稳定化处理。

（4）抗高温氧化合金 应含有氧亲和力大的合金元素与氧亲和力大的元素有铬、铝、硅、钛、钇等，它们与氧结合生成非常致密且化学性能稳定的氧化物。并且，所生成的氧化物的体积大于金属原子的体积，因而能够有效地将金属基体包覆起来，防止进一步氧化。金属氧化物的分解压越低，金属元素对氧的亲和力越大，金属氧化物膜越稳定。

（5）对高温合金的显微组织有一定要求 高温合金一般选用具有面心立方品格的金属母相，并能被高熔点难熔金属元素的原子固熔强化，或者合金元素间发生反应，形成与母相具有共格结构的相，对母相产生析出速化作用，或者能形成高熔点的金属间化合物，对金属母相起晶界强化和弥散强化作用。