降低致密结晶二硅酸镱环境阻隔涂层的热处理时间和温度

采用大气等离子喷涂（APS）技术沉积二硅酸镱（YbDS）环境屏障涂层（EBC），用于保护由SiC纤维/SiC陶瓷基复合材料制成的航空发动机部件。在沉积过程中，熔融的YbDS颗粒在撞击后迅速凝固，形成非晶态结构，需要进行结晶处理。本研究优化了致密（孔隙率约为2%）、初始结晶度在10%至50%之间的EBC的结晶热处理工艺。结果表明，无论初始结晶度如何，在1200℃以上均可形成稳定的硅酸镱相（YbDS和Yb₂SiO₅ (YbMS)）。结晶度为15%的EBC在1100℃时会生成亚稳相，至少需要10小时才能将其转化为稳定相，而结晶度为50%的涂层仅需4小时即可形成稳定相。结晶后的环境屏障涂层（EBC）的形貌和硬度与热处理温度无关，且基本一致。这表明，部分结晶的喷涂态二硅酸镱（YbDS）可以在更低的温度下更快地结晶，从而有可能降低生产成本。

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关键词：环境屏障涂层；单硅酸镱；二硅酸镱；结晶；相分析；大气等离子喷涂；热退火

原文发表于《欧洲陶瓷学会会刊》（第46卷，第8期，2026年7月，118190）

作者：P. Khamsepour,,P. Bansal, D. Guay, A.C. Tavares, B. Guerreiro, R.S. Lima, K.R. Beyerlein