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研究背景
随着航空发动机对效率和推重比要求的不断提高，高温结构陶瓷材料成为了研究的热点。特别是硅基陶瓷基复合材料（CMCs），因其在高温下表现出的卓越性能，被视为替代镍基高温合金部件的理想材料。然而，这些材料在高温水蒸气和腐蚀性介质如钙镁铝硅酸盐（CMAS）中的腐蚀问题，限制了它们的应用寿命。为了解决这一问题，环境障涂层（EBCs）应运而生，旨在保护CMCs免受这些腐蚀介质的侵害。在EBCs的研究中，稀土硅酸盐因其高温稳定性和低硅活性而受到关注，但其在高温下对CMAS的抗腐蚀能力有限。因此，研究者开始寻求新的方法来控制稀土硅酸盐在CMAS腐蚀反应中的溶解或硅酸盐产物的沉淀，以增强EBCs的保护效果。其中，富含铝的材料因其在CMAS玻璃中增加Al3+浓度，促进CMAS晶相形成，从而减少CMAS反应活性，被认为是EBC应用的可行替代材料。YAG/Al2O3共晶陶瓷因其富含铝元素，展现出对CMAS的优异抗腐蚀性，成为了EBCs的候选材料。本研究中，研究人员通过大气等离子喷涂（APS）技术成功制备了YAG/Al2O3涂层，并研究了不同热处理温度下涂层的微观结构演变和结晶行为。
成果简介
在这项研究中，研究人员利用大气等离子喷涂（APS）技术成功制备了具有交替YAG和Al2O3相的共晶YAG/Al2O3涂层。通过在1000℃至1500℃的温度范围内对涂层进行热处理，研究人员能够调控涂层的微观结构，包括相分布、孔隙度、晶粒尺寸和相间间距。研究还揭示了YAG和Al2O3相的结晶行为以及YAG/Al2O3涂层中类似共晶微观结构的形成机制，即YAG相首先从非晶相中结晶，随后Al2O3相在YAG晶体间二次结晶。这项工作为理解热处理温度与涂层形态之间的关系提供了见解，并阐明了类似共晶微观结构的形成机制，从而指导通过APS技术控制YAG/Al2O3涂层的制备。
图文导读
图1 展示了原始粉末的X射线衍射（XRD）图谱和扫描电子显微镜（SEM）图像。
图2 展示了沉积涂层的差示扫描量热（DSC）曲线。
图3 展示了喷涂和不同温度退火处理后的涂层的XRD图谱，以及Al2O3（104）峰的半高宽（FWHM）。
图4 展示了喷涂和不同温度退火处理后的涂层表面形貌的低倍和高倍图像。
图5 展示了喷涂和不同温度退火处理后的涂层横截面形貌的低倍和高倍图像。
小结
文献：
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2024.131571
信息来源：材料研究前沿
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