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以抗CMAS腐蚀为目标的稀土硅酸盐环境障涂层高熵化设计与性能提升

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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.
Rare Earth Silicate Environmental Barrier Coating Material: High-Entropy Design and Resistance to CMAS Corrosion

王京阳、孙鲁超、罗颐秀、田志林、任孝旻、张洁

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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

环境障涂层 稀土硅酸盐 高熵陶瓷 CMAS腐蚀

国家自然科学基金国家自然科学基金国家重点研发计划国家科技重大专项中国科学院重点部署项目辽宁省"兴辽英才计划"项目

U21A2063520023762021YFB37023002017-VI-0020-0093ZDRW-CN-2021-2-2XL-YC2002018

2023

10.11900/0412.1961.2022.00556

金属学报
中国金属学会

金属学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.925
ISSN：0412-1961
年,卷(期)：2023.59(4)
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