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PS-PVD制备Yb2SiO5环境障涂层及水蒸气腐蚀性能研究

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陶瓷基复合材料（CMC）由于具有低密度，高温下良好的稳定性和结构强度的特点，已成为未来高推比发动机热端部件的首选材料。发动机在服役过程中直接面临着严苛的腐蚀、烧蚀和冲刷的问题，对于陶瓷基复合材料工件则是直接面临水氧腐蚀降解的严重威胁。本文采用目前最新的等离子喷涂-物理气相沉积技术(PS-PVD)和通用的大气等离子喷涂技术(APS)在碳化硅纤维连续增韧碳化硅陶瓷基复合材料(SiCf/SiC CMC)表面气液固多相沉积制备致密Si/Mullite(3Al2O3-2SiO2)/Yb2SiO5叠层环境障涂层。在大气环境1300 ℃高温下，通入流速为0.64m/s的蒸气气氛对涂层样品进行腐蚀，利用扫描电子显微镜和X射线衍射对腐蚀前后涂层样品的微观结构和表面物相进行分析。研究发现：在200h水蒸气腐蚀后，APS EBCs涂层发生翘曲变形，而PS-PVD EBC未发生明显的结构破坏。此外，Yb2SiO5面层与水蒸气反应后有单斜相Yb2SiO7生成。综上，致密的PS-PVD EBCs相比APS EBCs具有更好的抗水氧腐蚀能力。