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作者：张旭阳;王秀芳;万德田;李海燕;包亦望;贾志杰;马华超;
单位：北京建筑大学土木与交通工程学院;北京建筑大学理学院,建筑结构与环境修复功能材料北京市重点实验室;中国国检测试控股集团股份有限公司;绿色建材国家重点实验室,中国建筑材料科学研究总院;
摘要：氧化锆(ZrO_2)陶瓷因其优异的性能常被用于航空发动机高温部件，然而在服役过程中常面临钙镁铝硅酸盐(CMAS)腐蚀，严重影响其服役寿命。为减缓CMAS对陶瓷构件的腐蚀，采用预应力增强的方法在ZrO_2陶瓷表层引入一层含压应力的氧化铝(Al_2O_3)涂层，形成ZrO_2基体的Al_2O_3–ZrO_2预应力陶瓷，为研究其对CMAS腐蚀的抑制作用，通过选用ZrO_2陶瓷为参照样，研究了不同服役温度下CMAS渗透和腐蚀反应机理。结果表明，Al_2O_3–ZrO_2预应力陶瓷抵抗CMAS腐蚀效果显著优于ZrO_2，这主要归因于2点：1)高温下CMAS与Al_2O_3涂层发生了反应，生成了高熔点化合物钙长石(CaAl_2Si_2O_8)、尖晶石(Mg Al_2O_4)和少量的钙铝黄长石(Ca_2Al_2Si O_7)，从而有利于阻止CMAS熔体渗透；2)表层的压应力能够抑制裂纹的扩展，从而阻碍了通过裂纹进入的氧化深入效应，提高ZrO_2陶瓷构件在CMAS腐蚀环境下的使用寿命。
关键词：钙镁铝硅酸盐腐蚀;预应力陶瓷;弯曲强度;腐蚀机理
基金资助：国家重点研发计划(2021YFB3702300); 国家自然科学基金(52032011,52072356,51808025); 北京建筑大学金字塔人才培养工程(JDYC20200329)
