भारी गैस टर्बाइनों और उनके थर्मल बैरियर कोटिंग का शोध प्रगति और विकास धारा (2)

तापीय बैरियर कोटिंग

तापीय बैरियर कोटिंग का शोध पृष्ठभूमि

पहले गैस टर्बाइन के सफल विकास के बाद 1920 में, गैस टर्बाइन बिजली उत्पादन और ड्राइव के क्षेत्र में हमेशा महत्वपूर्ण भूमिका निभाता रहा है। इसके अलावा, औद्योगिक प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, भारी गैस टर्बाइनों की तकनीकी स्तर लगातार सुधार हो रहा है, और भारी गैस टर्बाइनों की दक्षता में सुधार कैसे किया जाए यह बढ़ती तरह से जरूरी हो रहा है। टर्बाइन ब्लेड भारी गैस टर्बाइन ज्वालामुखी प्रणाली का एक महत्वपूर्ण घटक है। टर्बाइन के प्रवेश तापमान में वृद्धि करने से भारी गैस टर्बाइन की दक्षता में प्रभावी रूप से सुधार हो सकता है। इसलिए, टर्बाइन प्रवेश तापमान में वृद्धि करने के लिए संबंधित शोधकर्ताओं को काम करना चाहिए। भविष्य के कुशल गैस टर्बाइनों के लिए बढ़ते संचालन तापमान की मांग को पूरा करने के लिए, आमतौर पर गर्म-अंत घटकों की सतह पर तापीय बैरियर कोटिंग स्प्रे की जाती है।

1953 में, थर्मल बैरियर कोटिंग की अवधारणा पहली बार संयुक्त राज्य अमेरिका में नासा-लьюइस रिसर्च इंस्टीट्यूट द्वारा प्रस्तावित की गई [13], अर्थात्, उच्च तापमान परिवेश में काम करने वाले भागों की सतह पर थर्मल स्प्रेडिंग तकनीक का उपयोग करके सिरामिक कोटिंग स्प्रेड की जाती है, ताकि उष्मा अलग करने और सुरक्षा प्रदान करने, पंखे की सतह का तापमान कम करने, इंजन का ईंधन खपत कम करने और पंखे की उपयोगकालीनता बढ़ाने के लिए। थर्मल बैरियर कोटिंग को उद्योगी गैस टर्बाइनों और विमानों के इंजन (टर्बाइन पंखे और दहन कक्ष, आदि) के गर्म छोर के घटकों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि इसमें निम्न तैयारी लागत और अच्छी उष्मा अलगाव सुरक्षा की विशेषताएं होती हैं, और यह भारी गैस टर्बाइन निर्माण में अंतरराष्ट्रीय रूप से एक बढ़िया तकनीक मानी जाती है।

थर्मल बैरियर कोटिंग की प्रणाली संरचना

• विज्ञान और प्रौद्योगिकी के प्रगति और विकास के साथ, गैस टर्बाइन का इनलेट तापमान बढ़ता जा रहा है। थर्मल बारियर कोटिंग के बेहतर ऊष्मीय अपशिष्टता प्रभाव को प्राप्त करने के लिए, दुनिया भर के अधिकांश अध्ययन थर्मल बारियर कोटिंग की संरचना को डिज़ाइन करने पर केंद्रित हैं, जो पर्याप्त है थर्मल बारियर कोटिंग की संरचना के महत्व को दर्शाने के लिए [14]। कोटिंग की विभिन्न संरचना के अनुसार, इसे डबल लेयर, बहु-लेयर और ग्रेडिएंट संरचना [15] में विभाजित किया जा सकता है।
• इनमें से, केरेमिक परत और बांड परत से मिलकर बना डबल-लेयर थर्मल बैरियर कोटिंग, जो सभी कोटिंग संरचनाओं में सबसे सरल और अधिक परिपक्व थर्मल बैरियर कोटिंग है, थर्मल बैरियर कोटिंग प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग में लाया गया है। इनमें से, सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली डबल-लेयर संरचना वाली थर्मल बैरियर कोटिंग 6 wt.% ~ 8 wt.% यट्रियम स्टेबिलाइज़्ड जिरोनिया (6-8YSZ) को बाहरी केरेमिक परत के माterियल के रूप में और MCrAlY (M=Ni, Co, Ni+Co, आदि) एल्युमेशन को मेटल बांडिंग परत के मातेरियल के रूप में लेती है [16]। हालांकि, केरेमिक परत और मेटल बांडिंग परत के थर्मल एक्सपैन्शन को-efficienct में असमानता के कारण, कोटिंग में तनाव उत्पन्न होना आसान है और कोटिंग को पहले से ही छूट जाना है।
• थर्मल बारियर कोटिंग के प्रदर्शन को सुधारने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक अपेक्षाकृत जटिल संरचना (सम्पोषित कोटिंग) वाली बहु-परत संरचना वाली थर्मल बारियर कोटिंग तैयार की, जिसमें डबल-परत संरचना वाली थर्मल बारियर कोटिंग के आधार पर कई अनुकूलन और बाधा परतें जोड़ी गई हैं, आमतौर पर पाँच परतें। उनमें से, सबसे अधिक अध्ययन किए गए बाधा परतें मुख्य रूप से Al2O3, NiAl आदि शामिल हैं [17]। FENG और उनकी टीम [18] ने APS का उपयोग करके YSZ थर्मल बारियर कोटिंग और LZ/YSZ थर्मल बारियर कोटिंग (La2Zr2O7/ZrO2-Y2O3 डबल सिरामिक परत थर्मल बारियर कोटिंग) तैयार किया, और फिर कोटिंग सतह को लेजर पुन: पिघलन तकनीक का उपयोग करके पुन: पिघला दिया, और फिर 1100℃ पर उच्च तापमान ऑक्सीकरण परीक्षण किया। परिणाम दिखाते हैं कि YSZ थर्मल बारियर कोटिंग की तुलना में, LZ/YSZ डबल सिरामिक थर्मल बारियर कोटिंग का बेहतर ऑक्सीकरण प्रतिरोध है। हालांकि, बहु-परत थर्मल बारियर कोटिंग का प्रदर्शन डबल-परत थर्मल बारियर कोटिंग की तुलना में बेहतर है, लेकिन इसकी संरचना और तैयारी की प्रक्रिया अधिक जटिल है, और इसकी थर्मल शॉक प्रतिरोध कम है, इसलिए इसका व्यावहारिक अनुप्रयोग में सीमा है। इसलिए, ग्रेडिएंट संरचना थर्मल बारियर कोटिंग उत्पन्न होती है।
• ग्रेडिएंट स्ट्रक्चर थर्मल बारियर कोटिंग को थर्मल थिकनेस की दिशा में रासायनिक संghटि और संरचना के निरंतर ग्रेडिएंट परिवर्तन से चिह्नित किया जाता है, जिससे एक अस्पष्ट इंटरलेयर इंटरफ़ेस प्राप्त होता है। डबल-लेयर और मल्टी-लेयर संरचना की तुलना में, ग्रेडिएंट स्ट्रक्चर थर्मल बारियर कोटिंग में उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध के साथ-साथ प्रदर्शन में निरंतर ग्रेडिएंट परिवर्तन भी होता है, इसलिए इसमें थर्मल तनाव रिलीफ विशेषता होती है और यह कठिन उच्च तापमान परिवेश में लागू किया जा सकता है। फंक्शनली ग्रेडेड थर्मल बारियर कोटिंग की मुख्य थर्मल स्प्रेयिंग प्रौद्योगिकियों को उन्होंने समीक्षा की है। हालांकि विभिन्न तैयारी विधियाँ हैं, अभ्यास में ग्रेडिएंट स्ट्रक्चर थर्मल बारियर कोटिंग की तैयारी की जटिल प्रक्रिया, संरचना घटकों को नियंत्रित करने में कठिनाई और उच्च लागत के कारण खराब है।
• सारांश में, डबल-लेयर थर्मल बैरियर कोटिंग व्यापक रूप से उपयोग में ली जाती है और इसकी प्रक्रिया परिपक्व है, और यह अभी भी थर्मल बैरियर कोटिंग की पसंदीदा संरचना है। सिरामिक परत और बांडिंग परत [20] को एलोय मैट्रिक्स पर थर्मल स्प्रे तकनीक का उपयोग करके जमा किया जाता है। उच्च तापमान ऑक्सीकरण की स्थिति में, ऑक्सीकरण के बाद बांडिंग परत की सतह पर एक पतली परत ऑक्साइज़्ड बनती है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। उनमें से, एलोय मैट्रिक्स, जो थर्मल बैरियर कोटिंग द्वारा संरक्षित घटक है, बाहरी यांत्रिक भारों को सहने में मदद कर सकता है, और इसकी सामग्री मुख्य रूप से उच्च तापमान प्रतिरोधी और ऑक्सीकरण प्रतिरोधी निकेल आधारित सुपरएलोय होती है। बांडिंग परत का कार्य सिरामिक परत और एलोय मैट्रिक्स के बीच बांडिंग बल को मजबूत करना है, जिसकी मोटाई आमतौर पर 50 ~ 150 µm होती है, और सामग्री आमतौर पर MCrAlY (M=Ni/Co/Ni+Co) चुनी जाती है, जिसमें एलोय मैट्रिक्स के थर्मल विस्तार गुणांक का छोटा अंतर होता है। थर्मल ग्रोथ ऑक्साइज़्ड (TGO) मुख्य रूप से α-Al2O3 पतली फिल्म है, जो उच्च तापमान ऑक्सीकरण परिवेश में सिरामिक परत और बांड परत के बीच बनती है, जिसकी मोटाई 1 ~ 10 µm होती है, जो कोटिंग पर बड़ा प्रभाव डालती है। सिरामिक परत में ऊष्मा अलगाव, कारोड़ प्रतिरोध और टक्कर प्रतिरोध [21] की क्षमताएं होती हैं, जिसकी मोटाई आमतौर पर 100 ~ 400 μm होती है, और सामग्री मुख्य रूप से 6-8YSZ होती है, जिसमें निम्न ऊष्मा चालकता और अपेक्षातः उच्च थर्मल विस्तार गुणांक [22] होता है।

थर्मल बैरियर कोटिंग के पदार्थ

टर्बाइन ब्लेड का इनलेट तापमान उसकी कार्य प्रभावशीलता से घनिष्ठ रूप से संबंधित है। केवल टर्बाइन ब्लेड के इनलेट तापमान को बढ़ाकर कार्य प्रभावशीलता में सुधार किया जा सकता है। हालांकि, विज्ञान और प्रौद्योगिकी एवं उद्योग के विकास के साथ, भारी गैस टर्बाइन के गर्म छोर के भागों का कार्य तापमान अभी भी बढ़ रहा है, और निकेल-आधारित धातु यौगिक टर्बाइन ब्लेड का सीमा तापमान 1150℃ है, जिसके बाद यह उच्च तापमान पर काम नहीं कर सकता। इसलिए, उत्तम गुणवत्ता वाले थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC) सामग्री को खोजने और विकसित करने की आवश्यकता विशेष रूप से जरूरी है। उनमें से, क्योंकि TBC की सेवा स्थितियाँ बहुत खराब होती हैं, वास्तविक प्रक्रिया में TBC सामग्री का चयन अधिक कठिन होता है। सामान्यतः केरेमिक परत के सामग्री को निम्न ऊष्मीय चालकता और उच्च融点 चाहिए, और कमर तापमान से सेवा तापमान तक किसी भी फ़ेज़ रूपांतरण की संभावना नहीं होनी चाहिए, और उच्च ऊष्मीय विस्तार गुणांक, उत्कृष्ट ऊष्मीय धमाका प्रतिरोध, ढीलने का प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध की आवश्यकता होती है [24]। बांडिंग परत सामग्री को संक्षारण प्रतिरोध, ऑक्सीकरण प्रतिरोध, अच्छी बांडिंग ताकत और अन्य गुणों की आवश्यकता होती है [25-26].

केरेमिक परत सामग्री

थर्मल बैरियर कोटिंग के कठिन सेवा परिस्थितियां इसकी सामग्रियों के चयन को सीमित करती हैं। वर्तमान में, व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त थर्मल बैरियर कोटिंग सामग्रियां बहुत सीमित हैं, मुख्यतः YSZ सामग्रियां और रियर एर्थ ऑक्साइड डॉप्ड YSZ सामग्रियां।

(1) यिट्रियम ऑक्साइड स्टेबिलाइज़्ड जिरोनिया

वर्तमान में, कीमिया पदार्थों के बीच ZrO2 को अपने उच्च融点, कम ऊष्मीय चालकता, उच्च ऊष्मीय विस्तार गुणांक और अच्छी टूटने से प्रतिरोधकता के लिए प्रमुख माना जाता है। हालांकि, शुद्ध ZrO2 में तीन क्रिस्टलीय रूप होते हैं: एकल-क्लीन (m) फ़ेज़, घन (c) फ़ेज़ और चतुष्फलकीय (t) फ़ेज़, और शुद्ध ZrO2 आसानी से फ़ेज़ रूपांतरण कर सकता है, जिससे आयतन में परिवर्तन होता है, जो कोटिंग की जीवन की अवधि पर बदतर प्रभाव डालता है। इसलिए, ZrO2 को अक्सर Y2O3, CaO, MgO और Sc2O3 जैसे स्थायीकरण द्रव्यों से मिलाया जाता है ताकि इसकी फ़ेज़ स्थिरता में सुधार हो। उनमें से, 8YSZ का सबसे अच्छा प्रदर्शन होता है, इसकी पर्याप्त कठोरता (~ 14 GPa), कम घनत्व (~ 6.4 Mg·m-3), कम ऊष्मीय चालकता (~ 2.3 W·m-1 ·K-1 पर 1000℃), उच्च गलनांक (~ 2700℃), उच्च ऊष्मीय विस्तार गुणांक (1.1×10-5 K-1) और अन्य उत्कृष्ट गुण होते हैं। इसलिए, एक केरेमिक परत पदार्थ के रूप में, यह ऊष्मीय बारियर कोटिंग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

(2) रियर एर्थ ऑक्साइड्स से मिश्रित YSZ

जब YSZ को लंबे समय तक 1200 °C से अधिक तापमान पर काम करने के लिए उपयोग किया जाता है, तो आमतौर पर फेज़ ट्रांसिशन और सिंथरिंग होते हैं। एक ओर, गैर-साम्यावस्था चतुष्फलकीय फेज t' को घन फेज c और चतुष्फलकीय फेज t के मिश्रण में बदल दिया जाता है, और ठंड होने के दौरान t' को मोनोक्लिनिक फेज m में बदल दिया जाता है, और फेज़ ट्रांसिशन आयतन के परिवर्तन के साथ लगातार होता है, इस प्रकार ढाकन को तेजी से छूट जाता है [27]। दूसरी ओर, सिंथरिंग ढाकन में रिक्तियों को कम करता है, ढाकन की ऊष्मीय अलगाव क्षमता और विकृति सहनशीलता को कम करता है, और कठोरता और प्रत्यास्थता मॉड्यूलस को बढ़ाता है, जो ढाकन की क्षमता और जीवन को बहुत प्रभावित करता है। इसलिए, YSZ को अगली पीढ़ी के भारी गैस टर्बाइन इंजनों में लागू नहीं किया जा सकता है।

सामान्य रूप से, YSZ के प्रदर्शन में सुधार जिरकोनिया के स्टेबिलाइज़र के प्रकार को बदलकर या बढ़ाकर किया जा सकता है, जैसे कि दुरीभूत धातु ऑक्साइड्स के साथ YSZ को डॉप करने की विधि [28-30]। यह पाया गया है कि Zr आयनों और डॉप आयनों के बीच त्रिज्या का अंतर जितना बड़ा होता है, दोषों की एकाग्रता उतनी अधिक होती है, जो फोनॉन स्कैटरिंग को बढ़ावा दे सकती है और ऊष्मीय चालकता को कम कर सकती है [31]। CHEN और उनकी टीम [32] ने APS का उपयोग करके एक ऊष्मीय बैरियर कोटिंग सिरामिक परत (LGYYSZ) तैयार की, जिसमें La2O3, Yb2O3 और Gd2O3 सह-डॉप YSZ है, और नाप और गणना के माध्यम से ऊष्मीय बैरियर कोटिंग के ऊष्मीय विस्तार गुणांक और ऊष्मीय चालकता को प्राप्त किया, और 1 400℃ पर एक ऊष्मीय चक्रण परीक्षण किया। परिणाम दिखाते हैं कि YSZ कोटिंग की तुलना में LGYYSZ कोटिंग की ऊष्मीय चालकता कम है, ऊष्मीय चक्रण जीवन अधिक है और 1 500℃ पर अच्छी धातुफलक स्थिरता है। Li Jia और उनकी टीम [33] ने रासायनिक सह-वर्षा विधि द्वारा Gd2O3 और Yb2O3 सह-डॉप YSZ पाउडर तैयार किया और APS द्वारा Gd2O3 और Yb2O3 सह-डॉप YSZ कोटिंग तैयार की, और विभिन्न ऑक्साइड डॉपिंग मात्राओं के बीच कोटिंग धातुफलक की स्थिरता पर प्रभाव का अध्ययन किया। परिणाम दिखाते हैं कि Gd2O3 और Yb2O3 सह-डॉप YSZ कोटिंग की धातुफलक स्थिरता पारंपरिक 8YSZ कोटिंग की तुलना में बेहतर है। ऊंचे तापमान पर गर्मी के बाद धातुफलक m धातुफलक कम होता है जब डॉपिंग मात्रा कम होती है, और जब डॉपिंग मात्रा अधिक होती है तो स्थिर घन धातुफलक उत्पन्न होता है।

पारंपरिक YSZ की तुलना में, नया संशोधित YSZ केरेमिक पदार्थ कम ऊष्मा चालकता रखता है, जिससे ऊष्मा बारियर कोटिंग की ऊष्मा बचाव की क्षमता में सुधार होता है, और यह उच्च कार्यक्षमता वाली ऊष्मा बारियर कोटिंग के अनुसंधान में महत्वपूर्ण आधार प्रदान करता है। हालांकि, पारंपरिक YSZ की समग्र कार्यक्षमता अच्छी है, इसका व्यापक उपयोग है, और कोई संशोधित YSZ इसे प्रतिस्थापित नहीं कर सकता।

बांडिंग परत सामग्री

बांडिंग लेयर थर्मल बारियर कोटिंग में बहुत महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, सिरामिक लेयर को एलोय मैट्रिक्स से घनिष्ठ रूप से जोड़ा जा सकता है, और कोटिंग में थर्मल विस्तार गुणांक की असंगति से कारण बनने वाले आंतरिक तनाव को कम किया जा सकता है। इसके अलावा, उच्च तापमान पर घनी ऑक्साइड फिल्म बनाकर पूरे कोटिंग प्रणाली की थर्मल कॉरोशन प्रतिरोधकता और ऑक्सीकरण प्रतिरोधकता में सुधार किया जा सकता है, जिससे थर्मल बारियर कोटिंग की जीवन की अवधि बढ़ जाती है। वर्तमान में, बांडिंग लेयर के लिए उपयोग किए जाने वाले सामग्री में सामान्यतः MCrAlY एलोय (M यहाँ Ni, Co या Ni+Co है, जो उपयोग पर निर्भर करता है) का उपयोग किया जाता है। इनमें से, NiCoCrAlY को ऑक्सीकरण प्रतिरोधकता और कॉरोशन प्रतिरोधकता जैसी अच्छी समग्र गुणवत्ता के कारण भारी गैस टर्बाइनों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। MCrAlY प्रणाली में, Ni और Co को मैट्रिक्स तत्व के रूप में उपयोग किया जाता है। Ni की ऑक्सीकरण प्रतिरोधकता और Co की अच्छी थकान प्रतिरोधकता के कारण, Ni+Co की समग्र गुणवत्ता (जैसे: ऑक्सीकरण प्रतिरोधकता और कॉरोशन प्रतिरोधकता) अच्छी है। जबकि Cr को कोटिंग की कॉरोशन प्रतिरोधकता में सुधार करने के लिए उपयोग किया जाता है, Al को कोटिंग की ऑक्सीकरण प्रतिरोधकता में सुधार करने के लिए और Y को कोटिंग की कॉरोशन प्रतिरोधकता और थर्मल शॉक प्रतिरोधकता में सुधार करने के लिए उपयोग किया जाता है।

MCrAlY प्रणाली का प्रदर्शन उत्कृष्ट है, लेकिन इसे केवल 1 100℃ से कम तापमान पर काम में लिया जा सकता है। तापमान को बढ़ाने के लिए, संबंधित निर्माताओं और शोधकर्ताओं ने MCrAlY कोटिंग की सुधारणा पर बहुत सारा शोध किया है। उदाहरण के लिए, W, Ta, Hf और Zr [34] जैसे अन्य संकर तत्वों को डोप करके बांधन छवि के प्रदर्शन को सुधारा गया। YU और उनकी टीम [35] ने दूसरी पीढ़ी के निकेल-आधारित सुपरएल्यूम पर Pt संशोधित NiCoCrAlY बांधन छवि और नैनोस्ट्रक्चर्ड 4 वजन% यिट्रियम-स्टेबलाइज़्ड जिर्कोनिया (4YSZ) सिरामिक परत से बने थर्मल बैरियर कोटिंग को स्प्रे किया। 1 100℃ पर वायु में NiCoCrAlY-4YSZ थर्मल बैरियर कोटिंग के थर्मल साइकिलिंग व्यवहार और Pt के TGO के गठन और ऑक्सीकरण प्रतिरोध पर प्रभाव का अध्ययन किया गया। परिणाम दिखाते हैं कि Nicocraly-4YSZ की तुलना में Pt द्वारा NiCoCrAlY के संशोधन से α-Al2O3 के गठन में लाभ होता है और TGO विकास दर को कम करता है, जिससे थर्मल बैरियर कोटिंग की जीवन काल बढ़ जाती है। GHADAMI और उनकी टीम [36] ने नैनो CEO2 के साथ अतिध्वनि फ्लेम स्प्रे करके NiCoCrAlY नैनोकम्पाउंड कोटिंग तैयार की। 0.5, 1 और 2 वजन% नैनोCEO2 वाली NiCoCrAlY नैनोकम्पाउंड कोटिंग को ट्रेडिशनल NiCoCrAlY कोटिंग के साथ तुलना में रखा गया। परिणाम दिखाते हैं कि NICocRALy-1 वजन% नैनो-CEO2 कम्पाउंड कोटिंग का ऑक्सीकरण प्रतिरोध, उच्च कठोरता और कम रिक्त स्थानता अन्य ट्रेडिशनल NiCoCrAlY कोटिंग और NiCoCrAlY नैनो-कम्पाउंड कोटिंग की तुलना में बेहतर है।

वर्तमान में, MCrAlY प्रणाली के अलावा बांडिंग लेयर के लिए उपयोग किए जाने वाले NiAl भी एक महत्वपूर्ण बांडिंग लेयर सामग्री है। NiAl मुख्य रूप से β-NiAl से बना होता है, जो 1200℃ से ऊपर के तापमान पर कोटिंग सतह पर एक निरंतर घन ऑक्साइड फिल्म बनाता है, और इसे नए पीढ़े के धातु बांडिंग लेयर के लिए सबसे भविष्यशील उम्मीदवार सामग्री के रूप में माना जाता है। MCrAlY और पारंपरिक β-NiAl कोटिंग की तुलना में PT-संशोधित β-NiAl कोटिंग में बेहतर ऑक्सीकरण प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध होता है। हालांकि, उच्च तापमान पर बनने वाली ऑक्साइड फिल्म का चिपकाव खराब होता है, जो कोटिंग की जीवनकाल को बहुत कम कर देता है। इसलिए, NiAl की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए, शोधकर्ताओं ने NiAl पर डॉपिंग संशोधन का अध्ययन किया। यांग यिंगफे आदि [37] ने NiCrAlY कोटिंग, NiAl कोटिंग, PT-संशोधित NiAl कोटिंग और Pt+Hf सह-डॉप्ड NiAl कोटिंग तैयार की और 1100℃ पर इन चार कोटिंग के ऑक्सीकरण प्रतिरोध की तुलना की। अंतिम परिणाम दिखाते हैं कि सबसे अच्छा ऑक्सीकरण प्रतिरोध Pt+Hf सह-डॉप्ड NiAl कोटिंग में है। चियू लिन [38] ने विकासी वाक्यूम आर्क मेल्टिंग द्वारा अलग-अलग Al सामग्री के साथ NiAl ब्लॉक धातु और अलग-अलग Hf/Zr सामग्री के साथ β-NiAl ब्लॉक धातु तैयार की और NiAl धातु के ऑक्सीकरण प्रतिरोध पर Al, Hf और Zr के प्रभाव का अध्ययन किया। परिणाम दिखाते हैं कि NiAl धातु का ऑक्सीकरण प्रतिरोध Al सामग्री के बढ़ने के साथ बढ़ता है, और β-NiAl धातु में Hf/Zr का डॉपिंग ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार करने के लिए लाभदायक है, और अधिकतम डॉपिंग मात्राएं क्रमशः 0.1 at.% और 0.3 at.% हैं। ली आदि [39] ने Mo-गरीब Ni2Al-आधारित सुपरएलॉय पर नई दुर्लभ-पृथ्वी संशोधित β-(Ni, Pt) Al कोटिंग को इलेक्ट्रोडिपोजिशन और कम सक्रियता वाली एल्यूमिनाइजिंग प्रौद्योगिकी का उपयोग करके तैयार की और इसे पारंपरिक β-(Ni, Pt) Al कोटिंग से तुलना की। Pt) Al कोटिंग का 1100℃ पर इसोथर्मल ऑक्सीकरण व्यवहार। परिणाम दिखाते हैं कि दुर्लभ-पृथ्वी तत्व कोटिंग के ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार कर सकते हैं।

सारांश में, MCrAlY और NiAl कोटिंग के पास अपने स्वयं के फायदे और नुकसान हैं, इसलिए शोधकर्ताओं को इन दो कोटिंग सामग्रियों के आधार पर संशोधन शोध में जारी रहना चाहिए, नए धातु बांडिंग लेयर सामग्रियों के विकास के लिए खोजते हुए, ताकि भारी गैस टर्बाइन के लिए थर्मल बारियर कोटिंग का सेवा तापमान अधिक ऊँचा हो सके।