稀土硅酸盐环境障碍涂层高温腐蚀行为与耐蚀机制研究
编号:263 访问权限:仅限参会人 更新:2020-12-09 14:24:59 浏览:522次 口头报告

报告开始:2020年11月15日 10:40(0)

报告时间:15min

所在会场:[C] 分会场二:第十二届全国青年表面工程论坛B [C1] 上午

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摘要
陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composites, CMCs)被视为新一代航空发动机热端部件的主要候选材料。但在服役环境中,CMCs易受到高温水蒸气、熔盐等介质的腐蚀,从而导致材料性能急剧下降。目前最有效的解决办法是在CMCs表面沉积环境障碍涂层(Environmental Barrier Coating, EBC),以阻碍腐蚀性物质对基体材料的腐蚀。稀土硅酸盐具有高熔点、与CMCs匹配的热膨胀系数、优异的耐蚀性能和相稳定性好等特点,是最具应用潜力的环境障碍涂层材料。等离子体喷涂技术是目前制备环境障碍涂层的主要方法,然而不同稀土硅酸盐涂层在高温腐蚀环境下的结构演变过程、腐蚀规律和耐蚀机制等问题尚未被充分了解。基于此,本项工作采用等离子体喷涂技术制备不同稀土单硅酸盐(RE2SiO5, RE = Gd、Y、Er或Yb)涂层,研究其在1400℃水蒸气环境下的腐蚀行为和耐蚀机制。结果表明:高温水氧腐蚀过程中,X2型单斜结构的RE2SiO5(RE = Y,Er或Yb,空间群P21/c)涂层耐水蒸气腐蚀性能优于X1型单斜结构的Gd2SiO5涂层(空间群C2/c),且随着RE3+半径减小,涂层耐蚀性增加,其中Yb2SiO5涂层耐蚀性最好。四种RE2SiO5涂层的腐蚀机制为表面RE2O3以及RE2SiO5晶粒与水蒸气反应,生成挥发性的RE(OH)3和Si(OH)4,使其表面形成单相RE2SiO5腐蚀层。本研究结果为稀土硅酸盐环境障碍涂层体系的设计和应用提供科学基础支撑。
关键词
环境障碍涂层,稀土硅酸盐,等离子喷涂,高温水氧腐蚀
报告人
钟鑫
中国科学院上海硅酸盐研究所

稿件作者
鑫钟 中国科学院上海硅酸盐研究所
王亚文 中国科学院上海硅酸盐研究所
牛亚然 中国科学院上海硅酸盐研究所
郑学斌 中国科学院上海硅酸盐研究所
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  • 会议日期

    11月13日

    2020

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    2020

  • 10月31日 2020

    提前注册日期

  • 11月05日 2020

    初稿截稿日期

  • 11月16日 2020

    注册截止日期

主办单位
中国机械工程学会表面工程分会
承办单位
广东省新材料研究所
北京大学深圳研究生院
现代材料表面工程技术国家工程实验室
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