无压烧结制备(Y_(0.2)Gd_(0.2)Er_(0.2)Yb_(0.2)Lu_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵陶瓷及其高温抗CMAS腐蚀性能

作     者：樊文楷 杨潇 李宏华 李永 李江涛 FAN Wenkai;YANG Xiao;LI Honghua;LI Yong;LI Jiangtao

作者机构：中国科学院理化技术研究所低温工程重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 

基　　金：国家自然科学基金(92263205) 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2025年第40卷第2期

页      码：159-167页

摘      要：稀土锆酸盐(Rare-earthzirconate,REZ)比传统钇稳定氧化锆(Yttrium stabilized zirconate,YSZ)材料更能抵抗环境中的钙镁铝硅氧化物(CMAS)腐蚀,因此在热障涂层领域受到关注。研究表明,对锆酸盐类材料进行高熵化设计是提升其高温抗CMAS腐蚀性能的有效方法。本工作采用固相反应法合成了单相缺陷萤石结构的(Y_(0.2)Gd_(0.2)Er_(0.2)Yb_(0.2)Lu_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵稀土锆酸盐(High-entropy rare-earth zirconate,HE-REZ)粉体,并将无压烧结(Pressureless sintering,PLS)与冷等静压(Cold isostatic pressing,CIP)技术相结合高效制备了块体样品,表征了样品的物相组成、微观结构、元素分布、热学性能、力学性能,重点研究了抗CMAS腐蚀性能。实验结果表明:CIP+PLS工艺可获得相对密度为98.6%的样品,在1300℃、CMAS腐蚀条件下其腐蚀深度仅为7YSZ的2.6%、锆酸钆(GZO)的22.6%。REZ优异的化学稳定性再加上高熵化带来的迟滞扩散效应,极大提升了样品的抗CMAS腐蚀性能。此外,相比于GZO,HE-REZ具有更高的硬度与杨氏模量、更大的线膨胀系数、更低的热导率,使得其力学、热学性能优于GZO。本研究制备的(Y_(0.2)Gd_(0.2)Er_(0.2)Yb_(0.2)Lu_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵陶瓷在热障材料领域显示出良好的应用前景。

主 题 词：高熵陶瓷 热障材料 锆酸盐 无压烧结 抗CMAS腐蚀性能 

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

核心收录：

D　O　I：10.15541/jim20240256

馆 藏 号：203157380...