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中国稀土学报2024年第04期:(Yb_(0.25)Lu_(0.25)Er_(0.25)Y_(0.25))_2Si_2O_7高熵硅酸盐热环境障涂层的性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王泽通;董淑娟;毛传勇;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;

摘要:通过高熵化设计制备了一种新型焦硅酸盐涂层材料(Yb_(0.25)Lu_(0.25)Er_(0.25)Y_(0.25))_2Si_2O_7,采用大气等离子喷涂(APS)在碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷复合材料(SiC_f/Si C-CMCs)表面制备了(4RE_(0.25))_2Si_2O_7一体化热环境障涂层(TEBCs)体系和LaMgAl_(11)O_(19)/Lu_2Si_2O_7热/环境障涂层(T/EBCs)体系。通过研究两种涂层体系的微观结构、热物理性能、水氧腐蚀性能以及热循环寿命等结果发现:APS制备的(4RE_(0.25))_2Si_2O_7涂层从室温到1500℃为稳定的β相,(4RE_(0.25))_2Si_2O_7涂层不存在成分偏析,热导率和热膨胀系数相对Lu_2Si_2O_7涂层有所降低,更适合作为一体化TEBCs使用;(4RE_(0.25))_2Si_2O_7 TEBCs体系的水氧腐蚀寿命高于80 h,LaMgAl_(11)O_(19)/Lu_2Si_2O_7 T/EBCs体系的水氧腐蚀寿命低于80 h;(4RE_(0.25))_2Si_2O_7 TEBCs体系的热循环寿命为168次;高熵化设计使焦硅酸盐涂层CTE适配度提高,断裂韧性增强,进而增加了TEBCs体系的热循环寿命。

关键词:高熵化设计;;热环境障涂层(TEBCs);;相稳定性;;高温水氧腐蚀;;热循环;;焦硅酸盐;;稀土

基金资助:国家自然科学基金项目(52275461);; 武汉市应用基础前沿项目(2020010601012177)资助