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中国稀土学报2025年第04期:(Sc_(0.2)Ho_(0.2)Er_(0.2)Yb_(0.2)Lu_(0.2))_2Si_2O_7热环境障涂层的热循环和抗水氧腐蚀性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:罗忠伟;董淑娟;周长灵;蒋佳宁;邓龙辉;曹学强;

单位:武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室;山东工业陶瓷研究院;

摘要:通过高温固相反应合成法制备了(Sc_(0.2)Ho_(0.2)Er_(0.2)Yb_(0.2)Lu_(0.2))_2Si_2O_7(HE-Sc)粉末,并采用大气等离子喷涂技术(APS)在SiC_f/SiC表面制备了一种新型Si/HE-Sc热环境障涂层(TEBCs)。研究了HE-Sc涂层的相组成、微观形貌和热物理性能,结果表明喷涂态HE-Sc涂层由大量非晶相组成,但在热处理后结晶度显著提高,包含RE_2Si_2O_7相和少量RE_2SiO_5相,其热膨胀系数(CTE)与SiC_f/SiC匹配良好,且1000℃时热导率仅为1.90 W·m~(-1)·K~(-1);进一步研究了涂层样品在1350℃的热循环行为,结果表明热应力带来的垂直裂纹及TGO的生成导致了TEBCs体系的失效。此外,还对涂层样品在1300℃条件下的抗水氧腐蚀性能进行了研究,腐蚀后样品出现增重,涂层截面出现垂直裂纹,加速了氧气和水蒸气的扩散,导致Si层和SiC_f/SiC被氧化,但没有出现明显的分层裂纹。

关键词:SiC_f/SiC复合材料;;热环境障涂层;;热物理性能;;热循环;;水氧腐蚀

基金资助:国家自然科学基金项目(52275461);; 湖北省重点/重大研发计划项目(2023BAB107,2023BAA003)资助