双硅酸镱环境障涂层的高温水氧腐蚀机理研究

TG174.4; 陶瓷基复合材料构件在航空发动机燃气环境中面临严重的水氧腐蚀退化问题,在构件表面采用环境障涂层进行热防护是提高陶瓷基复合材料部件的高温性能、延长其使用寿命的有效措施.环境障涂层的高温稳定性对部件的结构完整性具有重要影响.为了探明环境障涂层在高温下的水氧腐蚀失效行为和机理,针对大气等离子喷涂(APS)Yb2Si207/莫来石/硅体系的环境障涂层系统,开展了其在1 350℃、90％(体积分数)H.O-10％02水/氧蒸汽环境中的静态高温水氧腐蚀试验,采用XRD、SEM、EDS等材料表征分析手段,研究涂层在高温静态水氧腐蚀环境中的失效行为,获得EBCs涂层微观结构及物相在腐蚀过程中的...

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Published in材料保护 Vol. 57; no. 3; pp. 63 - 69
Main Authors 胡祥鹏, 蒋文昊, 李彪
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西北工业大学航空学院,陕西西安 710072 15.03.2024
中国飞机强度研究所,陕西西安 710065%西北工业大学航空学院,陕西西安 710072
Subjects
环境障涂层
高温
environmental barrier coating
水氧腐蚀
water oxygen corrosion
high temperature
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ISSN1001-1560
DOI10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0056

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Summary:TG174.4; 陶瓷基复合材料构件在航空发动机燃气环境中面临严重的水氧腐蚀退化问题,在构件表面采用环境障涂层进行热防护是提高陶瓷基复合材料部件的高温性能、延长其使用寿命的有效措施.环境障涂层的高温稳定性对部件的结构完整性具有重要影响.为了探明环境障涂层在高温下的水氧腐蚀失效行为和机理,针对大气等离子喷涂(APS)Yb2Si207/莫来石/硅体系的环境障涂层系统,开展了其在1 350℃、90％(体积分数)H.O-10％02水/氧蒸汽环境中的静态高温水氧腐蚀试验,采用XRD、SEM、EDS等材料表征分析手段,研究涂层在高温静态水氧腐蚀环境中的失效行为,获得EBCs涂层微观结构及物相在腐蚀过程中的演变规律,揭示EBCs涂层的失效机理.结果表明:表面的Yb2Si2O7与环境中的氧化剂(主要为水)反应生成挥发性物质Si(OH)4,导致Yb2Si207被不断消耗,莫来石层中的Si元素与Yb2Si2O7层中的稀土元素发生互扩散,使得高温化学反应过程和机理十分复杂;在经历500 h腐蚀后,涂层出现鼓包脱落而失效.
ISSN:1001-1560
DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0056