【摘 要】
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沉积物CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS)腐蚀是造成热障涂层材料失效的重要原因之一。了解不同组分CMAS熔体的相变和结晶行为对于分析CMAS腐蚀过程中的化学反应以及涂层失效机理具有重要作用。本工作采用构筑的CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系的热力学数据库计算了不同组分CMAS沉积物的平衡初始熔化的温度(TIM)。随后通过理论模拟探讨了CMAS熔体渗入热障涂层发生化学反应消耗或者
【机 构】
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湘潭大学,材料科学与工程学院,湖南,湘潭,411105
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沉积物CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS)腐蚀是造成热障涂层材料失效的重要原因之一。了解不同组分CMAS熔体的相变和结晶行为对于分析CMAS腐蚀过程中的化学反应以及涂层失效机理具有重要作用。本工作采用构筑的CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系的热力学数据库计算了不同组分CMAS沉积物的平衡初始熔化的温度(TIM)。随后通过理论模拟探讨了CMAS熔体渗入热障涂层发生化学反应消耗或者溶解CaO,MgO,Al2O3和SiO2组元时CMAS熔体本身的相变和结晶行为。最后计算了与C33M9A13S45沉积物相关的相图,结果表明大量溶解Al2O3到CMAS中能固化高温CMAS熔体。此外,本工作还模拟了在1250℃温度下C33M9A13S45熔体随着溶解Al2O3量的增加其相变规律以及结晶行为。计算结果显示C33M9A13S45溶解Al2O3会优先导致钙长石相的结晶形核,随着Al2O3量的增加其平衡相体积分数会增加并存在极值。钙长石相为板条状,能有效阻碍CMAS熔体进一步渗透。通过本工作热力学计算证实了大量溶解Al2O3能起到阻止CMAS熔体腐蚀的作用。
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