難熔金屬包括鎢、鉬、鉭、鈮、錸，憑借其優異的高溫力學性能，在航天領域有著廣泛的應用，其中雙組元液體火箭發動機推力室是其主要應用方向之一。發動機推力室燃料燃燒溫度可達 2700℃，雖然在內壁采用了液膜冷卻技術，但壁面溫度仍然高于 1000℃，難熔金屬在此環境下易發生氧化，如鈮合金在 600℃以上就會發生災難性氧化。因此，難熔金屬表面必須涂覆高溫抗氧化涂層進行防護。到目前為止，取得了廣泛應用的高溫抗氧化涂層主要有硅化物和貴金屬涂層。

　　一．硅化物涂層。

　　硅化物涂層應用于高溫氧化環境下，對基材起到良好的防護作用。抗氧化的并非是硅化物本身，而是硅化物氧化時在涂層表面形成的致密 SiO2層，其阻擋了氧向內擴散。除此之外，硅化物形成的 SiO2為玻璃相，在高溫下具有流動性，能夠彌補涂層氧化過程中產生的裂紋、孔洞等缺陷，進一步提高了硅化物在高溫氧化環境下的防護能力，即所謂的“自愈合”能力。硅化物涂層在使用過程中，SiO2的形成和 Si 元素的損耗同時進行，隨著時間延長，當生成的 SiO2不足以形成完整致密的表面層或者無法彌補涂層中不斷增多的缺陷，氧就會滲透至基材導致其氧化，并失效破壞。

　　硅化物涂層是目前應用最為廣泛的涂層，以美國的 R512A 和俄羅斯的 MoSi2為代表。R512A的主要成分為 Si-20Cr-5Ti，采用料漿燒結法制備于鈮鉿合金表面，80～150μm的涂層防護壽命在 1371℃下為 100 h。此涂層應用R-4D等發動機上，成功應用于“阿波羅”登月計劃登月艙和服務艙上的姿態控制。

　　二．Re（錸）基材/Ir（銥）涂層體系。

　　理論計算表明，Ir 涂層是 Re 表面抗氧化防護的理想涂層，壽命可完全滿足使用需求。Re /Ir 推力室是目前使用溫度最高并最具發展潛力的材料體系，這個體系抗氧化主要依靠其高熔點以及低氧滲透率，屬于無化學反應的純物理防護。其防護性能取決于材料熔點、揮發性氧化物生成的耗損速率及涂層與基材的互擴散速率。Re /Ir 材料的應用可行性來自兩個方面: 一是 Ir 的熔點為2447℃，1200℃以上無氧化物生成，且2200℃下，氧滲透率僅有 10-14g·cm-1?s-1; 二是 Re與Ir 熱線膨脹系數接近，Re為 6.63×10-6/K， Ir為6.4×10-6/K，保證了高溫應用時二者之間的結合強度。對Re基材/Ir涂層的結構體系而言，其材料失效主要取決于二者的互擴散。由于 Re 抗氧化能力差，當Re擴散至Ir 涂層表面并且原子百分比超過20%時，Ir 涂層將迅速失效。我國航天材料及工藝研究所的粉末冶金/電弧沉積Re/Ir 推力室技術目前已具備短噴管制備能力，并通過300s地面試車，試車最高溫度為2090℃，涂層完好。試樣性能目前已達到2000℃下壽命不低于7 h，2000℃到室溫熱震次數不低于 500次。