我国“十四五”规划已明确提出推进航空发动机及燃气轮机向高端化、专业化的方向发展。大推重比、高效率、长寿命和高可靠性是先进航空发动机及燃气轮机的主要追求目标。作为航空发动机及燃气轮机核心部件的“一盘两片”中的涡轮叶片，工作温度大幅提升，服役环境越来越恶劣，由此产生的高温氧化和热腐蚀等现象，致使涡轮叶片的使用寿命急剧缩短。同时，由于我国人民海军正从近海防御型向远海防卫型转型发展，舰载机装备正在实现“舰基为主，岸基为辅”的转型发展，致使舰载航空发动机和舰船燃气轮机涡轮叶片既要面临高温氧化及热腐蚀环境考验，又要接受包括海洋大气、海水、海生物等复杂海洋腐蚀环境的长期严苛挑战，上述环境将严重影响舰载航空发动机和舰船燃气轮机涡轮叶片的使用寿命。多元金属共渗技术作为一种生产成本低、效率高的实用技术，可使涡轮叶片表面具备优异的抗高温氧化和耐腐蚀性能，从而一直备受国防工业领域的广泛关注，并引起行业内学者的竞相研究。

新型多元金属共渗技术作为多学科交叉前沿技术，涉及热处理、表面工程及材料腐蚀与防护、物理化学等技术学科领域，长期受制于欧美等国的技术封锁，研制过程异常困难。

传统渗金属在渗铝硅及渗铝铬方面存在的技术难点为:①“熔烧型”料浆渗金属存在料浆粘结、熔蚀、渗层剥落、渗层深度不稳定、渗层化学成分异常波动（甚至导致叶片试车过程中断裂）等问题；②铝、铬、硅等金属元素的饱和蒸汽压及熔点差异性大，无法在同一炉内即同一温度、压力及气氛下实现多元金属共渗；③多元金属共渗主要以渗铝为主，渗罐长期使用后罐体内表面的铝浓度容易达到饱和状态，共渗时罐体中的铝元素挥发，造成渗罐内气氛中各元素含量难以精确控制；④传统防渗涂料使用温度一般低于900℃，难以满足900～1030℃的高温防渗要求，导致高温渗金属技术在局部渗金属方面的应用受限。经过多年技术迭代及工程化应用，本项目形成的主要技术指标如下：

1.通过自主研发扩散型料浆渗金属的料浆配方及与之相匹配的工艺方法，实现了渗层表面无粘结、熔蚀、渗层剥落、深度超差、渗层化学成分异常等问题发生；拓宽了扩散型料浆多元渗金属的工艺窗口、降低了工艺过程控制难度，产品合格率达到100%，解决了行业共性技术难题。采用料浆法铝硅共渗工艺：低硅渗层可使Al含量精准控制在Al=26～32%(wt)、Si含量精准控制在Si=1～3%(wt)，渗层深度可达29～32μm、且均匀连续；高硅渗层可使Al含量精准控制在Al=18～26%(wt)、Si含量精准控制在Si=6～8%(wt)，渗层深度可达56～60μm、且均匀连续。高、低硅渗层抗1000℃高温氧化性能达到“完全抗氧化”级、抗熔盐腐蚀性能满足标准要求、带渗层试样的基体力学性能满足标准要求。形成了扩散型料浆多元金属共渗核心技术，构建了扩散型料浆多元渗金属技术族。

2.开发了基于预制多元金属共渗“先驱体”及饱和蒸汽压平衡控制技术，解决了铬、硅元素难以渗入，渗层元素含量无法精准控制的多元金属共渗行业性技术难题。采用气相法铝铬共渗工艺制备的渗层可使Al含量精准控制在22～26%(wt)、Cr含量精准控制在6～10.4%(wt)，渗层深度可达20～22μm、且均匀连续；采用气相法铝硅共渗工艺制备的渗层可使Al含量精准控制在25～32%(wt)、Si含量精准控制在1.8～3.2%(wt)，渗层深度可达20～24μm、且均匀连续。带渗层（铝铬和铝硅共渗）试样的基体力学性能满足标准要求。构建了多元金属共渗技术体系，形成多元金属共渗技术族。

3.发明了含金属陶瓷粉末及粘结剂组成的高温防渗涂料（使用温度900～1030℃），满足了复杂型面对防渗涂料常温下快捷涂覆、渗金属过程不脱落及渗金属后易清理等需求，达到了复杂型面的完全防漏渗（渗层深度为0μm），在3个型号航空发动机涡轮叶片上实现了工程化应用。

   本项目从渗金属机理、渗剂原材料、渗剂配方及制备技术、工艺参数、过程控制等方面进行全方面的系统开发，授权4项发明专利、形成12项标准，填补了5项技术空白，达到国内领先水平。采用本项目新型多元金属共渗技术制备的叶片已经通过工厂试车、长试、空中和海洋环境使用等多种考核，在航空发动机及燃气轮机等5个型号、10种材料、22型叶片上实现工程化应用。工艺成熟，产品质量稳定，满足了各型航机及燃机的科研批产需求，对于发动机性能提升有着重要而深远的意义，亦可拓展至民用领域，具有广阔的应用前景和巨大的经济价值。