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目前广泛使用的氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)热障涂层材料的长期最高使用温度不能超过1200℃,在冷却过程中由于相变产生单斜相而发生体积膨胀,从而导致涂层失效。然而,下一代高性能航空发动机热障涂层材料的长期使用温度必须超过1200℃,因此,研究新型热障涂层材料已成为研制下一代高性能航空发动机的关键课题。稀土氧化物改性 SrZrO3作为一种新型热障涂层候选材料具有高熔点、高热膨胀系数、低热导率及优良的抗烧结性能。考虑到热障涂层材料的使用环境常遇到钠盐与钒盐的腐蚀,因此有必要对该材料的熔盐热腐蚀性能进行深入研究。 本文主要对 Sr(Y0.05Yb0.05Zr0.9)O2.95(SYYZ)陶瓷800~1000℃下分别在Na2SO4、V2O5及Na2SO4+V2O5熔盐腐蚀10h条件下,以及等离子喷涂SYYZ和Sr(Y0.05Gd0.05Zr0.9)O2.95(SYGZ)涂层900℃下在Na2SO4+V2O5熔盐腐蚀10h条件下的热腐蚀行为进行了研究。作为对比,同时对8YSZ陶瓷及涂层在相同热腐蚀条件下进行了研究。通过XRD对上述陶瓷块材和涂层热腐蚀后的相组成进行了研究,使用SEM和EDS分别对上述陶瓷块材和涂层热腐蚀后的显微形貌和成分进行了研究。 研究结果表明,Na2SO4、V2O5及Na2SO4+V2O5熔盐对SYYZ陶瓷进行的热腐蚀过程中,Na2SO4单独不会与SYYZ陶瓷发生化学反应。在V2O5单独对SYYZ陶瓷的腐蚀实验中,在1000℃下 V2O5与 SrZrO3反应生成的腐蚀产物为Sr3(VO4)2。Na2SO4+V2O5混合熔盐对 SYYZ陶瓷的腐蚀行为表明,NaVO3/V2O5能够与SrZrO3及掺杂在SYYZ陶瓷中的Yb2O3发生反应生成Sr3V2O8和YbVO4,这是混合熔盐对SYYZ陶瓷腐蚀的主要机理。从陶瓷的腐蚀情况看,SYYZ陶瓷要比8YSZ陶瓷更耐熔盐的腐蚀。 在900℃10下Na2SO4+V2O5混合熔盐对SYYZ及SYGZ涂层的腐蚀产物中都有SrSO4生成,且生成SrSO4是使SYYZ涂层失效的主要腐蚀机理。在SYGZ涂层的腐蚀过程中,NaVO3/V2O5与SrZrO3反应生成Sr3V2O8是使SYGZ涂层失效的主要腐蚀机理。通过对比Na2SO4+V2O5混合熔盐对SYYZ、SYGZ及8YSZ涂层的腐蚀程度来看,三种涂层的腐蚀层厚度分别为60μm、50μm和80μm。SYGZ和 SYYZ涂层在900℃下耐 Na2SO4+V2O5混合熔盐的腐蚀能力要优于8YSZ涂层,且SYGZ涂层在相同的腐蚀条件下耐熔盐腐蚀性能要好于SYYZ涂层。