稀土复合氧化物热障涂层的抗CMAS机理研究

  • 热障涂层(TBCs)是沉积在高温部件表面的热防护涂层,可以有效降低金属部件的温度并延长其使用寿命。随着燃气轮机工作温度的不断提高,TBCs的CMAS高温腐蚀失效成为影响发动机可靠性的关键因素。作为一种重要的TBCs候选材料,R2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (RZ7C3,R=La, Nd, Sm, Gd, Y, Yb)具有极低的热导率、优异的抗烧结性能,和较好的抗CMAS腐蚀潜力。本项目系统研究RZ7C3涂层抗CMAS机理的关键基础问题,包括稀土元素种类、微观组织结构对RZ7C3涂层抗CMAS性能的影响规律及作用机制,热梯度作用下RZ7C3/YSZ双陶瓷层结构和梯度结构TBCs关键界面在CMAS环境中的热化学/热机械稳定性等,为抗CMAS涂层的设计提供理论依据。通过成分设计和结构调控,实现RZ7C3涂层高隔热/长寿命/抗CMAS功能一体化,为推动该类涂层走向工业应用奠定理论与技术基础。