【摘 要】
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热障涂层（TBCs）是航空发动机涡轮叶片的核心技术之一。随着发动机工作温度提高,CMAS（Ca O-Mg O-Al2O3-Si O2）腐蚀引发的涂层失效问题愈发严重。在熔盐诱导CMAS腐蚀的背景下,本文系统研究了熔盐+CMAS混合熔体的结晶规律,探究高温熔体与Y2O3部分稳定Zr O2（YSZ）的互作用行为,研究了YSZ涂层的CMAS+Na VO3（CN）多元复杂腐蚀行为,揭示了腐蚀机理,为发展抗
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热障涂层（TBCs）是航空发动机涡轮叶片的核心技术之一。随着发动机工作温度提高,CMAS（Ca O-Mg O-Al2O3-Si O2）腐蚀引发的涂层失效问题愈发严重。在熔盐诱导CMAS腐蚀的背景下,本文系统研究了熔盐+CMAS混合熔体的结晶规律,探究高温熔体与Y2O3部分稳定Zr O2（YSZ）的互作用行为,研究了YSZ涂层的CMAS+Na VO3（CN）多元复杂腐蚀行为,揭示了腐蚀机理,为发展抗多元复杂腐蚀的TBCs奠定基础。采用熔融急冷法制备了成分为33Ca O-9Mg O-13Al O1.5-45Si O2（mol%）的CMAS玻璃和Na VO3（Na2SO4、Na Cl）+CMAS玻璃,研究了它们的结晶行为。CMAS和熔盐+CMAS在1000℃～1200℃发生结晶,并且熔盐+CMAS的熔融温度随着熔盐含量的增加而降低。1250°C保温1h后炉冷,CMAS中产生了明显的Ca Al2Si2O8结晶相,而熔盐+CMAS未发生结晶。1000°C、1100°C和1200°C分别保温10min后空冷,CMAS发生结晶,且结晶程度随热处理温度升高而加大,结晶相为透辉石、钙长石和硅灰石,而熔盐+CMAS结晶程度整体较低,其中Na VO3和Na2SO4的含量增加分别有明显的降低析晶温度和抑制结晶作用,而Na Cl含量变化对CMAS结晶影响不大。研究了YSZ块材与CMAS、V-10（90wt.%CMAS+10wt.%Na VO3）、Cl-10（90wt.%CMAS+10wt.%Na Cl）、S-10（90wt.%CMAS+10wt.%Na2SO4）的相互作用行为。1200℃热处理0.5h后,CMAS未熔化,对YSZ块材腐蚀有限,而V-10、Cl-10、S-10在YSZ块材中有明显渗入造成腐蚀;1250℃热处理0.5h后,YSZ块材表面上的CMAS、V-10、Cl-10、S-10均完全熔化,腐蚀材料表面;延长热处理时间至4h,四种熔体完全渗入块材内部,但V-10、Cl-10、S-10熔体因粘度较低,内渗速率较快,对样品表面造成的破坏较少。在V-10、Cl-10、S-10中,V-10熔体粘度最低,表明Na VO3降低CMAS粘度作用最强。研究了CN作用下YSZ TBCs的多元复杂腐蚀行为与机理。与CMAS相比,CN的熔融温度低约50°C。1200°C热处理0.5h后,YSZ涂层表面CMAS对涂层腐蚀有限,而CN明显腐蚀涂层;1250°C热处理0.5h后,CMAS和CN均对涂层表面造成明显的相和结构破坏;延长热处理时间（4h,10h和20h）则两种熔体均完全渗入涂层,但CN因粘度低、流动性好而更多地渗入底部而损伤涂层。鉴于CN的熔点、粘度均明显低于CMAS,因此对TBCs具有更大的威胁。
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