张贴报告稀土硅酸盐环境障涂层高温腐蚀行为与耐蚀机制研究
编号：358
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更新：2024-04-19 09:41:56 浏览：114次
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摘要
陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites, CMCs）是新一代航空发动机热端部件的主要候选材料。但在服役环境中，CMCs易受到高温水蒸气腐蚀（水氧腐蚀），从而限制其应用。在CMCs表面沉积环境障涂层（Environmental Barrier Coating, EBC）可有效提高其稳定性。稀土硅酸盐具有高熔点、与CMCs匹配的热膨胀系数、优异的耐蚀性能和相稳定性好等特点，是最具应用潜力的环境障碍涂层材料。等离子体喷涂技术是目前制备环境障碍涂层的主要方法。基于此，本工作采用等离子喷涂技术制备不同稀土硅酸盐涂层材料，研究其高温水氧环境下的腐蚀行为和耐蚀机制；设计不同涂层体系，根据水氧腐蚀实验结果，探讨涂层的破坏形式和失效机制。结果表明：高温水氧腐蚀过程中，RE2SiO5涂层中的RE2O3相易与水蒸气发生反应生成气态RE(OH)3。X2-RE2SiO5（RE = Y、Er或Yb）涂层耐蚀性能优于X1-Gd2SiO5涂层，Yb2SiO5涂层呈现最好的耐水氧腐蚀性能。高温腐蚀热循环实验结果显示，Yb2SiO5/Si涂层体系易产生贯穿裂纹，Si粘结层发生氧化和开裂，导致涂层失效；Yb2SiO5/Yb2Si2O7/Si涂层体系则具有良好的抗裂纹扩展和耐腐蚀性能。本研究结果为稀土硅酸盐环境障涂层体系的设计和应用提供科学基础支撑。
关键词
环境障涂层；稀土硅酸盐；等离子喷涂；高温水氧腐蚀
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