金属学报

作者：王京阳, 孙鲁超, 罗颐秀, 田志林, 任孝旻, 张洁

单位：中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心 沈阳 110016

关键词：环境障涂层,稀土硅酸盐,高熵陶瓷,CMAS腐蚀,

基金：国家自然科学基金项目(U21A2063);国家自然科学基金项目(52002376);国家重点研发计划项目(2021YFB3702300);国家科技重大专项项目(2017-VI-0020-0093);中国科学院重点部署项目(ZDRW-CN-2021-2-2);辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC200-2018)

环境障涂层是大推力和高推重比航空发动机的关键材料，能够为碳化硅纤维增强碳化硅(SiCf/SiC)陶瓷基复合材料热端部件提供有效防护，阻挡燃气及环境腐蚀介质的侵蚀。稀土硅酸盐具有与SiC基复合材料匹配的热膨胀系数以及良好的化学相容性，是目前国际公认的优选环境障涂层体系。然而，目前已知稀土硅酸盐材料耐典型低熔点氧化物CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS)腐蚀性能不足，难以满足新一代航空发动机1300℃及以上温度的工程应用需求。本文总结了近年来稀土硅酸盐耐CMAS腐蚀相关研究进展，重点介绍了本团队关于单一稀土主元单/双硅酸盐CMAS腐蚀机理的研究成果，以此为基础提出高熵化设计思路，旨在充分利用不同稀土元素在与CMAS反应过程中呈现的特性差异，通过合理设计多稀土主元搭配实现稀土硅酸盐材料耐CMAS腐蚀性能提升。最后对高熵稀土硅酸盐环境障涂层的发展方向进行了展望。

来源：2023年第4期

《金属学报》期刊编辑部

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