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陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix CompoSite, CMC)具有更高的比强度、优异的耐高温性能等优点,现已成为新一代航空发动机热端部件首选新型高温结构材料,但CMC用于航空发动机热端部件极易受到发动机燃烧产生的高温水蒸气及外界沉积物等引起的腐蚀,因此需在CMC表面制备环境障涂层(Environmental Barrier Coatings, EBCs)以保护其本征性能实现长时服役寿命需求。EBCs为多层材料体系,在涂层制备过程中热膨胀系数失配会导致涂层出现贯穿裂纹,且喷涂过程中产生的热应力亦会导致裂纹及孔洞等缺陷的产生,在服役环境下,这些因热失配及热应力产生的缺陷为高温水蒸气、氧气等腐蚀性物质提供渗透通道,加剧Si粘结层的氧化,热生长氧化物(TGO)在快速生长至一定厚度时,涂层将在应力的作用下发生分层剥落导致EBCs过早失效,严重影响EBCs的服役寿命。因此,如果有效提高EBCs抗水蒸气腐蚀能力是众多学者关注及亟待解决的难题。
最近,针对EBCs抗水蒸气腐蚀性能不足的问题,文章中采用EBCs表面镀铝原位生成铝酸镱(Yb3Al5O12)的表面改性技术提高其抗高温水蒸气腐蚀性能。相关成果在线发表在材料腐蚀期刊Corrosion Science,通讯作者为西安交通大学凡正杰和广东省科学院新材料研究所张小锋。
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.corsci.2023.111123
图3 镀铝改性EBCs抗水蒸气腐蚀机理示意图。(a)镀铝改性。(b) 1400℃水蒸气腐蚀300 h后。
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