稀土硅酸盐Si-O单元在高温水蒸气环境中的稳定性研究

项目名称： 稀土硅酸盐Si-O单元在高温水蒸气环境中的稳定性研究

项目编号： No.51402311

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 张洁

作者单位： 中国科学院金属研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 稀土硅酸盐是保护硅基非氧化物陶瓷在严苛使役环境中应用的先进环障涂层体系，其耐腐蚀性、尤其是高温耐水蒸气腐蚀性能决定于Si-O单元在环境中的稳定性。但目前稀土元素种类和多型结构对Si-O单元稳定性及进一步对耐腐蚀性能的影响尚未完全清楚。本项目选择涵盖各类多型结构的Gd、Ho、Y和Yb正硅酸盐和焦硅酸盐为研究对象，通过第一性原理计算与实验表征方法，定量研究稀土元素种类和晶体结构对Si-O键强度的影响，通过测量稀土硅酸盐在高温水蒸气环境中氧化增重和腐蚀减重带来的宏观质量改变，同时参考气态腐蚀环境组分的变化和气态相逸出的综合信息，建立完整的腐蚀动力学模型。借助结构和表面分析手段研究Si-O单元在腐蚀前后的演化，结合动力学数据，探讨稀土硅酸盐Si-O单元结合强度与其在水蒸气腐蚀环境中稳定性的关系，为揭示稀土硅酸盐耐水蒸气腐蚀性能的机制以及稀土硅酸盐环障涂层的成分优化和设计新体系提供基础支撑。

中文关键词： 环境障涂层；稀土硅酸盐；水蒸气腐蚀；键合强度；

英文摘要： The rare-earth silicates are promising environmental barrier coatings (EBCs) for non-oxide Si-based ceramics in the harsh combustion environment. Their corrosion resistances, especially high temperature water vapor resistance, are determined by the stabil

英文关键词： Environmental barrier coatings；rare-earth silciates；water vapor corrosion；bonding energy；