Ba_(0.5)Sr_(0.5)Al_2Si_2O_8-Y_2Si2_O_7体系环境屏障涂层的制备与抗水氧腐蚀性能表征

采用溶胶-凝胶法合成了Ba0.5Sr0.5Al2Si2O8(BSAS)-Y2Si2O7粉体,并以2DCf/SiC为基体,采用浆料涂覆工艺在其表面制备了BSAS-Y2Si2O7环境屏障涂层,表征了涂覆与未涂覆BSAS-Y2Si2O7涂层Cf/SiC复合材料的抗水氧腐蚀性能。结果表明:在高纯氩气保护下,经1450℃高温烧结3h,可在Cf/SiC试样表面制备致密的BSASY2Si2O7涂层;在1250℃、50%H2O-50%O2、常压静态气氛下腐蚀200h后,涂覆BSAS-Y2Si2O7涂层的Cf/SiC试样的质量基本不变,基体中的纤维得到了很好的保护,所制备的BSAS-Y2Si2O7涂层具有较好的抗水氧腐蚀性能;同时,BSAS-Y2Si2O7涂层也表现出裂纹自愈合能力;与之相比,未涂覆BSAS-Y2Si2O7涂层的Cf/SiC试样的失重较为明显,基体中的纤维已经完全被水氧环境所侵蚀。

BaO-Al2O3-SiO2环境隔离涂层的制备与耐腐蚀性能表征

应用柠檬酸溶胶–凝胶法制备BaO–Al2O3–SiO2(BAS)溶胶,将BAS溶胶直接刷涂在碳纤维(carbon fiber,Cf)/SiC–SiC基底上制备出BAS涂层,并在1250℃,50%(体积分数,下同)H2O–50%O2和0.1MPa压力下对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品进行腐蚀试验。用红外光谱仪、热重–差示扫描量热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜表征了BAS溶胶–凝胶及涂层的性能;采用电子天平、电子万能试验机对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品耐腐蚀性能进行表征。结果表明:将pH控制在4～5,柠檬酸与金属离子Ba2+和Al3+的摩尔比分别为2和3时,可成功合成均匀、透明、稳定的BAS溶胶。BAS溶胶1次刷涂烧结的涂层厚度约为10μm,4次可达50μm左右。在1250℃的水氧耦合条件下腐蚀200h后,与未涂覆BAS的Cf/SiC–SiC比较,涂覆BAS的Cf/SiC–SiC强度保持率达88%,并且质量无明显损失。

陶瓷基复合材料表面环境障涂层材料研究进展

随着新一代航空发动机推重比的不断提升,其内部燃气温度已经远远超过传统高温合金的承温极限,因此亟待研发新材料来满足先进航空发动机的发展需求。SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料具有优异的高温力学性能和高温抗氧化性能,且其密度较低,是下一代高性能航空发动机热端部件的理想结构材料。但是,SiC_(f)/SiC材料在实际服役环境中同样面临着严重的氧化腐蚀问题,因此需要使用能够阻隔水氧介质的环境障涂层(EBCs)来提高SiC_(f)/SiC材料的耐腐蚀性能,进而延长航空发动机热端部件的服役寿命。在阐明SiC_(f)/SiC材料水氧腐蚀机制的基础上,进一步总结了EBCs的设计原则和发展历程,并重点比较了各种涂层材料体系的优缺点及性能差异,为未来先进航空发动机陶瓷基复合材料热端部件用EBCs材料的研制提供借鉴。