图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

口头报告环境障涂层稳定剂-Si双相粘结层设计抑制SiO2相变

编号：1357 访问权限：仅限参会人更新：2024-04-29 13:26:48 浏览：390次收藏取消收藏

2024-05-12 18:35

15min

[I1] 论坛8：腐蚀与防护技术A [I1-2] 论坛8A下午

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摘要

SiC-CMC是下一代高推重比航空发动机热端部件的战略性材料，但是，其表面必须涂覆环境障涂层(EBC)以抵抗水氧腐蚀、实现长寿命服役。归因于与基体和面层之间良好的化学相容性和热膨胀匹配，Si长期作为EBC粘结层。然而，Si粘结层表面热生长SiO₂在热循环过程中发生β→α相变，并伴随4.5%的体积収缩，引发涂层开裂和剥落。本研究引入含Al稳定剂，构成稳定剂-Si双相粘结层，利用Al在SiO₂晶格固溶从而抑制其相转变。结果表明，通过稳定剂中的Al向SiO₂中扩散，促使高温β相保留至室温，从而抑制SiO₂相变开裂。由于Al³⁺进入晶体SiO₂的晶格，形成大量氧空位，稳定剂-Si双相涂层的氧化速率比纯Si涂层快。与Si/Yb₂Si₂O₇双层EBCs相比，Si/mullite/Yb₂Si₂O₇三层EBCs由于稳定剂层(莫来石)的阻裂纹扩展和抑制相变的作用，服役寿命提高80%。