富铝CMAS对稀土硅酸盐环境障涂层的腐蚀行为与机制研究

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单位中国科学院上海硅酸盐研究所;南京工业大学材料科学与工程学院;中国航空制造技术研究院;
来源无机材料学报
出版年2023
期号05
摘要
稀土硅酸盐环境障涂层(EBCs)有望应用于新一代高推重比航空发动机热端部件,但是服役条件下的熔盐腐蚀成为限制其应用的瓶颈。CMAS组分和稀土硅酸盐的晶体结构等因素对其腐蚀行为产生显著影响。本工作以不同晶型的稀土硅酸盐涂层材料为研究对象,采用大气等离子喷涂技术制备X1-Gd_2SiO_5、X~2-RE_2SiO_5(RE=Y,Er)涂层,并研究其在富Al_2O_3的CMAS熔盐环境(1400℃)的腐蚀行为与机制。结果表明,X~2-RE_2SiO_5(RE=Y,Er)涂层耐蚀性能优于X1-Gd_2SiO_5涂层,这与涂层材料的物相组成和晶体结构的稳定性等因素有关。经CMAS腐蚀25 h后,X1-Gd_2SiO_5涂层表面仅生成磷灰石相;X~2-RE_2SiO_5涂层不仅生成磷灰石相,涂层中的RE_2O_3还与CMAS中的Al_2O_3反应生成石榴石相。生成石榴石相可提高涂层表面CMAS中CaO、SiO_2的相对含量,促进磷灰石致密层的生成,从而改善其耐蚀性能。

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