耐高温,高隔热的热障涂层可以提高发动机的性能与热效率,被公认为是目前大幅度提高航空发动机工作温度最切实可行的方法。β-NiAl金属间化合物因其具有熔点较高,密度较低和杨氏模量较高等优点,是最有应用潜力的热障涂层粘结层材料。NiAl合金虽然具有较强抗高温氧化性能,但是NiAl合金的室温脆性和高温循环氧化性能差限制了NiAl合金在实际中的应用。大量研究都表明使用活性元素可以降低氧化速率并且明显提高氧化膜与合金基底的粘结性,但是考虑活性元素添加对氧化过程中微结构影响的研究较少,因此本论文采用XRD、SEM、EDS和TEM等表征方法对NiAlHf合金950℃高温氧化1 h、8 h、16 h和24 h后样品氧化膜与合金界面处微结构的演变进行了细致的分析,主要研究内容如下:（1）运用XRD和SEM等表征方法初步对原始合金和氧化后的材料进行微观结构演变分析。结果显示:原始合金中主要是β-NiAl相;合金950℃等温氧化后氧化膜中主要是叶片状的γ-Al₂O₃;氧化膜比较平整,氧化膜和合金界面存在大尺寸孔洞。随着氧化时间的延长,某些孔洞的内表面出现一层薄薄的氧化物。合金中的Hf扩散到氧化物与金属基底界面处形成钉状氧化物,这种氧化物是核壳结构,中心是HfO₂,外层是Al₂O₃。这种结构的出现是由于HfO₂周围的O扩散速率较高,在氧化膜和合金界面形成短路扩散通道,O优先与扩散路径中存在的Al反应形成Al₂O₃。高温下Hf主要以HfO₂的形式分布在氧化膜和合金界面处,在上层氧化膜中没有Hf的存在。（2）运用TEM和EDS对950℃氧化24 h后NiAlHf合金的微观组织结构进行了详细表征,进一步对氧化机理进行了分析,结果表明:在氧化早期由于Al元素含量较多,合金表面最先氧化生成γ-Al₂O₃。随着氧化时间的延长,表层γ-Al₂O₃逐渐生长,Hf也向界面扩散形成HfO₂,由于柯肯达尔效应导致氧化膜和合金界面出现大尺寸孔洞,O向内扩散导致孔洞内表面逐渐出现氧化物。其中孔洞内部氧化物随着氧化时间的延长逐渐形成由θ-Al₂O₃、NiAl₂O₄和HfO₂组成的层状结构。孔洞内氧化物的形成机理是:由于孔洞中氧压较低,Al发生选择性氧化优先形成θ-Al₂O₃,随后界面附近合金中Ni富集导致Ni与θ-Al₂O₃反应生成NiAl₂O₄,含量较少的Hf元素也随着Ni元素向外扩散与氧反应生成HfO₂弥散分布在尖晶石相中,这一过程不断循环,最后孔洞内氧化物呈现出层状构。