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作者：王晓波;贺智勇;杨潇;王峰;李江涛;张启富;
单位：钢铁研究总院有限公司;中国钢研科技集团有限公司;中国科学院理化技术研究所;
摘要：随着航空涡轮发动性能的提升，涡轮进口温度持续升高，传统的YSZ热障涂层已不能满足使用要求，稀土锆酸盐陶瓷材料以其优异的特性，被认为是最有潜力成为下一代热障涂层的候选材料。通过无压固相烧结工艺在1650℃保温10 h条件下制备了■ 5种稀土锆酸盐陶瓷，旨在研究构型熵对稀土锆酸盐陶瓷抗CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2(CMAS)侵蚀性能的影响。研究结果表明：(Y_(0.2)Gd_(0.2)Er_(0.2)Yb_(0.2)Lu_(0.2))_2Zr_2O_7抗CMAS侵蚀性能最好，1300℃保温5 h侵蚀条件下，侵蚀深度仅为22μm。利用5种稀土锆酸盐陶瓷的组分离子半径和光学碱度对其抗CMAS侵蚀性能进行了综合分析，结果显示：离子半径和光学碱度对稀土锆酸盐陶瓷抗CMAS侵蚀性能均有一定影响。将5种稀土锆酸盐陶瓷粉体与CMAS混合烧结，利用XRD、SEM、EDS对反应产物进行了表征，稀土锆酸盐陶瓷与CMAS主要反应产物为近球形的RE-ZrO_2和针柱状晶体RE-apatite (RE:Y,Gd,Er,Yb,Lu)，其中RE-apatite有利于减缓CMAS的侵蚀程度，提高稀土锆酸盐陶瓷抗CMAS侵蚀性能。此外，对稀土锆酸盐陶瓷抗CMAS侵蚀机理进行了分析，当稀土锆酸盐陶瓷与CMAS反应时，通过“溶解–再沉淀”机制结晶生成RE-ZrO_2和RE-apatite形成致密层，阻止CMAS进一步侵蚀的作用。
关键词：稀土锆酸盐陶瓷;构型熵;高熵陶瓷;热障涂层
基金资助：松山湖材料实验室开放课题基金(2022SLABFN22)
