氧化钇含量对YSZ热障涂层抗CMAS腐蚀性能的影响

作者：王晶; 陆杰; 赵晓峰; 陈小龙; 黄轶男; 张晗^*

来源：航空材料学报, 2023, 43(04): 25-36.

DOI：10.11868/j.issn.1005-5053.2023.000035

• 热障涂层
• CMAS熔盐腐蚀
• 氧化钇掺杂氧化锆
• 等离子喷涂

系统研究大气等离子喷涂不同含量YO1.5掺杂氧化锆涂层(8YSZ、38YSZ和55YSZ)在1300℃下的环境沉积物(CMAS熔盐)腐蚀行为和机制。结果表明：8YSZ涂层会发生严重的CMAS熔盐腐蚀，在基体与CMAS界面处，通过溶解-再析出，生成非保护性、含Ca和较低Y含量的C-ZrO2，并有明显的晶界腐蚀现象；对于较高含量YO1.5掺杂的38YSZ和55YSZ涂层，随着反应的进行，除球状C-ZrO2外，还生成保护性的磷灰石(apatite)和石榴石(garnet)产物，能够有效阻止CMAS熔盐的进一步侵蚀；并且，55YSZ涂层表现出优于38YSZ的抗CMAS熔盐腐蚀能力。从光学碱度而言，YO1.5含量越高，涂层与CMAS熔盐的反应活性越高，越容易生成在CMAS熔盐中稳定存在的产物；从反应进程来分析，高YO1.5含量的涂层材料能够促使Y3+在CMAS熔盐中的饱和，进而生成更为稳定、连续的物相(如磷灰石、石榴石)，避免基体材料进一步与CMAS熔盐接触、反应，从而提高了抗CMAS腐蚀能力。

• 单位
  暨南大学; 中国航发商用航空发动机有限责任公司; 上海交通大学