高熵稀土硅酸盐环境障涂层制备与高温性能研究

【作者】 钟鑫； 范栋； 牛亚然； 郑学斌； 丁传贤；

【机构】 中国科学院上海硅酸盐研究所；

【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受到水蒸气和熔盐等环境介质的腐蚀,从而限制其应用,在CMCs表面制备环境障涂层（Environmental barrier coatings,EBCs）可以有效提高其稳定性。稀土硅酸盐是具有应用潜力的环境障碍涂层材料,但单一组分的稀土硅酸盐材料存在高温耐蚀性不足的问题。本报告采用等离子喷涂技术制备高熵稀土硅酸盐涂层,系统研究了涂层材料在高温空气环境下的结构演化及其对热力学性能的影响,研究了高温水氧和熔盐（CaO-MgO-Al2O₃-SiO₂, CMAS）环境下的腐蚀行为。研究发现,经高温热处理,高熵涂层未见明显的相变发生,但两种涂层均出现晶粒长大和缺陷愈合现象,气孔率明显降低,球形气孔成为主要缺陷;腐蚀实验结果表明,高熵涂层耐水氧腐蚀和CMAS腐蚀能力优于单一组分的稀土硅酸盐涂层。本研究结果为高熵稀土硅酸盐环境障涂层的设计和应用提供科学基础支撑。更多还原