Gd2(Zr1-xCex)2O7热障涂层陶瓷层材料的CMAS热腐蚀行为研究

作者：姜伯晨; 曹将栋^*; 曹雪玉; 王建涛; 张少朋

来源：中国腐蚀与防护学报, 2021, 41(02): 263-270.

• CMAS热腐蚀
• CeO2
• Gd2Zr2O7陶瓷
• 掺杂

在1250℃的温度下对Gd2(Zr1-xCex)2O7 (x=0,0.1,0.2,0.3)陶瓷分别进行了5、10和20 h不同腐蚀时间的CMAS热腐蚀实验,利用XRD、SEM及EDS等表征手段对腐蚀过程中元素的扩散、物相和形貌的变化进行了研究。结果表明,CMAS与Gd2 (Zr1-xCex)2O7(x=0,0.1,0.2,0.3)陶瓷在不同的腐蚀时间段内都会生成以萤石Ca0.2(ZrxCe1-x)0.8O1.8和磷灰石Ca2 (GdxCe1-x)8(SiO4)6O6-4x为主的反应层腐蚀产物。Ce4+的掺杂含量越多,反应层的厚度越薄,而Gd2(Zr0.7Ce0.3)2O7在任一腐蚀时间段其反应层厚度都是最薄的,相比较而言其抗CMAS热腐蚀性能是最好的。Ce4+的掺杂加快了CMAS与陶瓷的反应速率,从而快速形成致密的反应层阻止CMAS向陶瓷层内部的侵蚀并且提高了陶瓷的应变容限。

• 单位
  南通航运职业技术学院; 江苏大学; 材料学院