揭示空气等离子喷涂氧化锆热障陶瓷到稀土环境屏障硅酸盐上实现的微秒扩散键合现象
尽管全球推进和能源技术正缓慢地向清洁能源和可再生能源方向发展，但燃气涡轮发动机仍然是这些领域中重要的基础设施——提高运行效率和减少排放至关重要。实现这些雄心勃勃的目标，需要在未来的涡轮机中集成更多陶瓷部件。陶瓷涡轮部件既能减轻重量，又能降低冷却需求，从而提高涡轮机的运行效率。然而，这些新部件需要坚固耐用且多功能的表面涂层解决方案，而未来新型涡轮机的工况将对这一解决方案提出挑战。最近，一种新型多功能表面涂层已被展示，该涂层是通过将最先进的氧化锆热障涂层与最先进的稀土二硅酸盐环境屏障涂层叠加而成。尽管这些多层热环境屏障涂层 (T-EBC) 本身存在热机械不相容性，但事实证明，与其他涂层相比，它们具有多项重要的功能。由于表征方面的局限性，我们无法充分描述氧化锆和二硅酸盐层之间观察到的内在增强结合。本研究采用先进的高分辨率表征技术，在微米、纳米和原子尺度上研究了T-EBC界面。表征结果推导出了在层制造过程中实现陶瓷扩散键合的原位机制。
最初发表于《科学报告》（文章编号 27031，2025 年 7 月 25 日）
作者：Edward J. Gildersleeve V、Emine Bakan、Marcin Rasinski、Moritz Kindelmann、Ashok Vayyala、Egbert Wessel、Joachim Mayer 和 Robert Vaßen
