金属学报

作者：王浩宇, 吕熙睿, 陈琦, 熊瑛, 罗志新, 张洁, 王京阳

单位：1 中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家实验室 沈阳 110016；2 中国科学技术大学 材料科学与工程学院 合肥 230000；3 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 沈阳 110043

关键词：中子衍射,原子对分布函数,稀土硅酸盐,环境障涂层,燃气热冲击,

基金：国家自然科学基金项目(U21A2063);国家自然科学基金项目(52372071);国家自然科学基金项目(52302076);国家自然科学基金项目(92360304)

调控稀土单硅酸盐(RE2SiO5)环境障涂层热膨胀系数，优化其与碳化硅纤维增强碳化硅(SiCf/SiC)陶瓷基复合材料基体热膨胀系数匹配性，是其应用于高推比航空发动机的关键。本工作基于RE2SiO5/Yb2Si2O7/Si三层结构涂层体系，对比研究了采用与基体热膨胀系数匹配优的(Y1/4Ho1/4Er1/4Yb1/4)2SiO5面层与典型Yb2SiO5面层涂层体系的抗热冲击性能，发现Yb2SiO5面层热膨胀系数偏大造成的应力累积，是导致三层结构涂层失效的主要原因。依据中子衍射数据，分析中子对分布函数，对2种单硅酸盐局域结构特征进行解析。结果表明，高熵稀土单硅酸盐中多种稀土元素协同作用，降低了[ORE4]四面体畸变程度，表现为热膨胀系数减小。提出通过合理选择稀土元素组合，扰动[ORE4]局域结构畸变，有望实现稀土单硅酸盐热膨胀系数的定向调控。

来源：2024年第8期

《金属学报》期刊编辑部

查看金属学报杂志2024年第8期