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先进高温材料的发展越来越趋向于使用三元或多元合金以获得服役工况要求的综合性能。然而，高温氧化的基础研究长期以来多停留二元固溶合金与单一氧化剂作用的体系，新近才有研究工作涉及二元双相和三元固溶合金。与二元合金相比，三元或多元合金在成膜规律及组元在合金和氧化膜中的扩散更复杂，三元合金的氧化理论至今仍未得到充分的发展。本文选择三组元热力学稳定性和氧化膜生长速率相差较大的Cu-Ni-Cr体系来研究扩散自由度为零的三相三元合金在高氧压和低氧压的氧化行为以探讨三元合金的氧化机制。三相Cu-20Ni-30Cr和Cu-20Ni-40Cr合金在700-800℃1atm纯氧气中氧化时的动力学近似由两段抛物线组成，其氧化速率随着合金中Cr含量的提高而降低，随着温度的提高而提高。两合金在两温度时均形成了复杂的氧化膜结构，氧化膜包含所有组元氧化物及其复合氧化物。尽管合金中存在着三相限制及生成的氧化膜很不规则，但700-800℃时两合金在氧化膜的最内层均形成了连续的Cr2O3保护膜。在10-19atm氧气中氧化时，Cu-20Ni-30Cr和Cu-20Ni-40Cr合金均形成单一Cr2O3保护膜。因而，30at.％足以使三相Cu-Ni-Cr合金形成连续的Cr2O3保护膜。详细讨论了三元三相合金在高氧压及低氧压下的氧化机理。
NiAl金属间化合物由于具有熔点高、密度低、抗氧化性好、导热率大等一系列特点，目前己成为令人瞩目的潜在的新型高温材料，但NiAl金属间化合物低温塑性差、高温强度低等缺点阻碍了它的实用化。Ag合金化能够改善NiAl的室温压缩塑性，少量Ag的加入可以提高合金的强度。高硬度、高电导率、一定的室温塑性及NiAl合金本身的优点使得NiAl-Ag合金成为有潜力的电触点材料。但Ag合金化后对NiAl金属间化合物高温氧化性能的影响还未知，因此研究添加Ag对NiAl金属间化合物高温氧化行为及Al2O3表面形貌的影响就具有实际意义。与NiAl相似，NiAl-Ag合金在900-1000℃氧化时形成了单一的Al2O3保护膜，NiAl-5Ag氧化时在Al2O3/基体界面有一薄但不连续的Ag层，而NiAl-10Ag氧化时该Ag层不但位于Al2O3/基体界面，在氧化膜/气相界面亦有不连续的Ag层出现。900℃时NiAl-Ag合金的氧化动力学与NiAl的氧化动力学相似，由两段抛物线组成且第二段抛物线速率常数比第一段的速率常数略大，分别由γ-Al2O3和θ-Al2O3生长所控制。1000℃时NiAl-Ag合金的氧化动力学由三段抛物线组成，分别由γ-Al2O3、θ-Al2O3和α-Al2O3生长所控制。1000℃，向NiAl中添加少量的Ag(＜1at.％)可以抑制亚稳Al2O3的生长，促进了θ-Al2O3向α-Al2O3的相变，而当Ag含量＞5at.％和1100℃氧化时，添加Ag对相变无明显的促进作用。
Al2O3是理想的保护性氧化膜，因此在高温富氧环境中服役的材料一般设计成可以形成稳定的Al2O3膜。在M-Al合金表面形成稳定Al2O3膜所需要的临界铝浓度为6-12wt.％(13.8-29.6at.％)，但过高的Al含量往往导致材料的力学性能下降。在通常情况下，一般通过向合金中添加第三组元Cr来降低形成稳定Al2O3所需要的临界Al浓度。向M-Al二元合金中添加Cr不但降低了形成保护性氧化膜所需要的临界Al浓度，而且可以满足实际应用环境对材料力学性能的要求。与二元A-C合金相比，向A-C合金中添加组元B常常可以降低组元C形成单一外氧化膜所需的临界浓度，这种现象称为“第三组元作用(TEE)”，然而有关第三组元作用的解释还不十分清楚。因此，本文选择了铝含量为7at.％和10at.％的Ni-xCr-7Al(x=0,5，10，15)和Ni-xCr-10Al(x=0，3，5，10)两系共8种合金，来研究它们在900-1000℃、0.1MPa纯氧气中的氧化，探讨第三组元Cr的作用并试图通过计算进行解释。Ni-xCr-7Al(x=0，5，10，15)于900-1000℃氧化时Ni-7Al和Ni-5Cr-7Al均发生了活泼组元Al的内氧化或Cr和Al的同时内氧化，Ni-10Cr-7Al在两温度时则生成了Al2O3膜，而Ni-15Cr-7Al于900℃形成了Al2O3膜，1000℃时则在Cr2O3膜下发生了Al的内氧化。Ni-xCr-10Al(x=0，3，5，10)于900-1000℃氧化时Ni-10Al和Ni-3Cr-10Al发生了活泼组元Al的内氧化和Cr和Al的同时内氧化，Ni-5Cr-10Al在900℃时生成的氧化膜不规则，部分区域为Al2O3，部分区域为NiO下Cr和Al的内氧化，而1000℃时在合金表面及混合氧化区的前沿形成了连续的Al2O3膜，最后Ni-10Cr-10Al于两温度时均形成了单一的Al2O3外氧化膜。Ni-xCr-7Al(x=0，5，10，15at.％)在1000℃纯氧气中氧化时随着合金中Cr含量的提高合金由活泼组元Al和Cr的同时内氧化逐渐向Cr2O3氧化膜下最活泼组元Al的内氧化转变；而向Ni-10Al中添加不同量的Cr时随着合金中第三组元Cr浓度的增加促进了合金由混合内氧化向最活泼组元单一外氧化模式的转变。本部分利用Wagner判据计算了二元Ni-Cr和Ni-Al合金形成保护性Cr2O3和Al2O3膜所需要临界Cr和Al的浓度分别为8.32at.％和11.63at.％，并将Wagner判据扩展到三元Ni-Cr-Al合金，计算了避免内氧化所需的临界Al浓度为与合金中的Cr含量有关，随着Cr含量的提高将会使实现该种转变所需的临界Al浓度呈线性降低。理论计算结果与实验结果基本吻合，并解释了所观察到的实验事实。