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作者:刘若愚;舒朝玺;李璞;李克;云海涛;殷倩楠;吕亮;陈勇国;汪云程;曹学强;
单位:中国航发南方工业有限公司;武汉理工大学,硅酸盐建筑材料国家重点实验室;中国航发湖南动力机械研究所;
摘要:热障涂层是高温下具有良好隔热性能的陶瓷涂层,在航空发动机和燃气轮机高温防护方面有重要应用。大气中的硅酸盐沙尘(CaO–MgO–Al_2O_3–SiO_2,CMAS)在熔化状态时对热障涂层有较强的腐蚀作用,是影响发动机安全运行的一个重要因素。采用大气等离子喷涂方法制备氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)涂层,通过磁控溅射在YSZ表面分别沉积Al和TiAl膜并原位氧化生成Al_2O_3和TiO_2–Al_2O_3,研究Ti和Al对YSZ抗CMAS腐蚀性能的协同作用。研究表明,Ti能显著加快CMAS与Al_2O_3反应生成钙长石和尖晶石等高熔点产物,并促进腐蚀产物结晶,能有效阻碍熔融CMAS向YSZ涂层内部渗透。分析了TiO_2–Al_2O_3–YSZ抗CMAS腐蚀机理,为YSZ抗CMAS腐蚀技术提供新的思路。
关键词:热障涂层;氧化钇稳定氧化锆;硅酸盐沙尘;腐蚀机理
基金资助:国家自然科学基金重点项目(92060201)