几种新型稀土铪酸盐热障/环障涂层研究进展介绍

【作者】 牛亚然； 钟鑫； 郑学斌； 丁传贤；

【机构】 中国科学院上海硅酸盐研究所；

【摘要】 随着航空航天技术发展,高温结构材料的服役环境日趋苛刻。高温陶瓷涂层对提高结构材料耐温能力、延缓性能衰退及提升耐环境侵蚀性能有显著作用。稀土铪酸盐材料具有熔点高、相转变温度高、热导率低等特性,然而作为高温涂层材料的研究报道相对较少。本团队合成一系列高纯稀土铪酸盐原料粉体、采用等离子喷涂技术制备了几种典型稀土铪酸盐涂层,研究了稀土铪酸盐涂层的热学力学性能特征,探究了长时高温处理对涂层显微结构及其性能的影响规律。结果表明,稀土铪酸盐涂层具有优异的高温(>1500℃)相稳定性。随稀土离子半径减小,涂层的烧结速率呈现降低趋势。喷涂态涂层的热导率一般小于1.0W/m·K(室温-1200℃),热膨胀系数较稳定,受温度影响小。此外,稀土铪酸盐涂层耐高温CMAS腐蚀行为表明,稀土铪酸盐涂层普遍具有良好的耐腐蚀性能。腐蚀过程中,涂层会与CMAS反应,形成产物层并消耗CMAS中的组分,有效降低腐蚀速率。相较传统稀土锆酸盐,稀土铪酸盐涂层具有较低的热导率和较高的断裂韧性以及良好的耐腐蚀性能,作为热障/环障涂层材料具有良好的应用前景。更多还原