以抗CMAS腐蚀为目标的稀土硅酸盐环境障涂层高熵化设计与性能提升

作     者：王京阳 孙鲁超 罗颐秀 田志林 任孝旻 张洁 WANG Jingyang;SUN Luchao;LUO Yixiu;TIAN Zhilin;REN Xiaomin;ZHANG Jie

作者机构：中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳110016 

基　　金：国家自然科学基金项目Nos.U21A2063和52002376 国家重点研发计划项目No.2021YFB3702300 国家科技重大专项项目No.2017-VI-0020-0093 中国科学院重点部署项目No.ZDRW-CN-2021-2-2 辽宁省“兴辽英才计划”项目No.XLYC2002018 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2023年第59卷第4期

页      码：523-536页

摘      要：环境障涂层是大推力和高推重比航空发动机的关键材料,能够为碳化硅纤维增强碳化硅(SiCf/SiC)陶瓷基复合材料热端部件提供有效防护,阻挡燃气及环境腐蚀介质的侵蚀。稀土硅酸盐具有与SiC基复合材料匹配的热膨胀系数以及良好的化学相容性,是目前国际公认的优选环境障涂层体系。然而,目前已知稀土硅酸盐材料耐典型低熔点氧化物CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(CMAS)腐蚀性能不足,难以满足新一代航空发动机1300℃及以上温度的工程应用需求。本文总结了近年来稀土硅酸盐耐CMAS腐蚀相关研究进展,重点介绍了本团队关于单一稀土主元单/双硅酸盐CMAS腐蚀机理的研究成果,以此为基础提出高熵化设计思路,旨在充分利用不同稀土元素在与CMAS反应过程中呈现的特性差异,通过合理设计多稀土主元搭配实现稀土硅酸盐材料耐CMAS腐蚀性能提升。最后对高熵稀土硅酸盐环境障涂层的发展方向进行了展望。

主 题 词：环境障涂层 稀土硅酸盐 高熵陶瓷 CMAS腐蚀 

学科分类：0806[工学-电气类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.11900/0412.1961.2022.00556

馆 藏 号：203121312...