富铝CMAS对稀土硅酸盐环境障涂层的腐蚀行为与机制研究

稀土硅酸盐环境障涂层(EBCs)有望应用于新一代高推重比航空发动机热端部件,但是服役条件下的熔盐腐蚀成为限制其应用的瓶颈.CMAS 组分和稀土硅酸盐的晶体结构等因素对其腐蚀行为产生显著影响.本工作以不同晶型的稀土硅酸盐涂层材料为研究对象,采用大气等离子喷涂技术制备X1-Gd2SiO5、X2-RE2SiO5(RE=Y,Er)涂层,并研究其在富Al2O3 的CMAS熔盐环境(1400℃)的腐蚀行为与机制.结果表明,X2-RE2SiO5(RE=Y,Er)涂层耐蚀性能优于 X1-Gd2SiO5 涂层,这与涂层材料的物相组成和晶体结构的稳定性等因素有关.经 CMAS 腐蚀 25 h 后,X1-Gd2SiO5涂层表面仅生成磷灰石相;X2-RE2SiO5涂层不仅生成磷灰石相,涂层中的RE2O3还与CMAS中的Al2O3反应生成石榴石相.生成石榴石相可提高涂层表面CMAS中CaO、SiO2 的相对含量,促进磷灰石致密层的生成,从而改善其耐蚀性能.