传统化石燃料的燃烧导致的全球变暖和环境问题愈加引起人们对绿色环保燃料的关注。生物质燃料,比如农业和林业废料,在燃烧过程中释放的二氧化碳即植物生长过程中吸收的二氧化碳,因此,不会增加碳排放。然而,生物质燃料在发电厂中的广泛使用也面临着新的挑战,其燃烧过程中会释放腐蚀性元素,如KCl,NaCl,SO2,H2O等,导致金属热交换器表面和过热器管等部件的严重高温腐蚀,导致材料损坏,缩短寿命。此外,铝基涂层在多次耐生物质高温腐蚀性能研究中都表现出较好的行为。因此,本文模拟生物质发电厂的腐蚀环境,对铝基涂层的生物质腐蚀行为及机理进行系统研究,并对镍基涂层的初期氧化行为进行探究。铝基涂层在高温腐蚀过程中会在表面形成致密的耐腐蚀氧化铝膜,可以很好的延缓沉积盐腐蚀。本研究通过高温渗铝的方法,以镍片和TP347H为基体材料制备出镍铝和铁铝两种致密涂层,在自主搭建的模拟生物质高温腐蚀设备中进行实验。目前,对于腐蚀气氛中H2O及其含量的影响的研究较少,本研究主要通过温度变化控制实验气氛中水蒸气的含量,以求深入探究水蒸气及其含量对生物质腐蚀行为的影响机理,提供更全面的理论依据。研究镍铝涂层在700℃,KCl沉积环境下95%N2+5%O2或80%N2+5%O2+15%H2O或65%N2+5%O2+30%H2O气氛中的腐蚀行为发现,在没有水蒸气的情况下,涂层受到轻微的表面和晶间腐蚀。实验气氛中的水蒸气含量为15%时,镍铝涂层的晶间腐蚀最为严重,局部区域的涂层完全遭受晶间腐蚀。当水蒸气含量增加到30%时,氯气的生成反应被抑制,氯气的活性腐蚀降低,镍铝涂层的晶间腐蚀减轻。而当水蒸气含量为30%时,氧化分解反应更加活跃,因此腐蚀产物在涂层表面积累更多,涂层降解更加严重。铁铝涂层在不同水蒸气含量的实验环境中的腐蚀初期,表面会形成多层氧化层,且水蒸气的存在会提高氧分压,使表面形成的氧化层更厚更致密。因此,铁铝涂层在含有水蒸气环境中的腐蚀速率减缓,腐蚀程度较轻。同样,对比15%和30%水蒸气中铁铝涂层的腐蚀行为发现,水蒸气的增加会抑制氯气的产生,减缓晶间腐蚀。水蒸气中间隙H+的存在会促进α-Al2O3中的晶格扩散,促使晶格中O空位的聚集和Al空位的形成,从而促进外部离子扩散进入氧化铝层（氧化层外层的O离子和镍铝涂层内部的Al原子）,加快外层γ-Al2O3的生长。但是,在氧气气氛中的O空位和Al空位较少,阻碍了Al原子从NiAl涂层向外扩散,从而减缓了外层γ-Al2O3的生长。此外,在高温条件下,水蒸气的存在会加速晶格扩散,从而导致氧化层的生长形态比氧气中氧化层生长形态更好,镍铝涂层在水蒸气环境中形成的氧化层更加均匀和平坦。镍铝涂层腐蚀实验初期形成一层较薄的保护性氧化层,并且涂层在腐蚀过程中主要经历了两个腐蚀阶段:“电化学腐蚀”和“氯气活性腐蚀”,此氧化层在腐蚀过程中被逐渐消耗,其中“氯气活性腐蚀”会完全消耗此保护性氧化层,加速涂层的腐蚀。预氧化处理使镍铝涂层表面形成一层较厚的致密氧化层,此氧化层主要由Al2O3组成,氧化层的形成使得预氧化后的镍铝涂层主要发生“氯气活性腐蚀”,并且此保护性氧化层的消耗较慢,较好的提升了涂层的耐腐蚀性能。