Er0.5Yb1.5Si2O7 环境障涂层高温CMAS 熔盐腐蚀行为研究

硅基陶瓷材料以其优异的性能成为新一代航空发动机热端的候选材料，其在恶劣的服役环境中需要环境 障涂层 ( Environmental Barrier Coating, EBC ) 的保护。以稀土硅酸盐为面层的第三代EBC 是目前研究的热点之 一。采用大气等离子喷涂工艺制备了Er0.5Yb1.5Si2O7 环境障涂层面层样品，研究涂层在钙镁铝硅酸盐(CaO-MgOAl2O3- SiO2, CMAS) 覆盖浓度15 mg/cm2、保温温度1350 ℃、保温时间5 h 的腐蚀条件下的腐蚀行为。研究发现 Er0.5Yb1.5Si2O7 涂层与CMAS 反应后产物为磷灰石相Ca2(Er0.25Yb0.75)8(SiO4)6O2 与Er0.5Yb1.5Si2O7 相，涂层顶部残留 CMAS 熔盐，内部出现反应区和渗透区。     

环境障涂层选材研究进展

随着航空发动机向着高效率、 高推重比方向发展, 传统镍基高温合金已经接近其服役温度极限, 新型材 料体系的引入刻不容缓。 陶瓷基复合材料 (Ceramic matrix composites, CMCs) 以其重量轻、 强度高、 高温性质稳 定等特性成为下一代航空发动机热端的理想备选材料。 但在恶劣的服役环境下陶瓷基复合材料面临 CMAS(CaOMgO-Al2O3-SiO2, CMAS) 熔盐冲刷作用和高温水氧腐蚀的威胁, 需要在其表面制备环境障涂层 (Environmental Barrier Coating, EBC) 来提高其抗腐蚀能力。 以硅酸盐为面层的第三代 EBC 体系是目前研究的热点。 本文在总结 EBC 涂层设计要求、 简要介绍前两代 EBC 发展历程的基础上详细介绍第三代 EBC 体系的发展现状, 并结合现有 研究报道展望未来 EBC 的发展方向, 为先进航空发动机的选材提供借鉴。