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热障涂层是航空发动机的关键材料之一,它能够显著提高发动机的使用温度,增加发动机的工作效率。随着发动机燃气进口温度的提高,热障涂层的CaO–MgO–AlO1.5–SiO2腐蚀失效问题变得尤为突出。大量研究证实CMAS会在高温下熔融,并迅速渗透热障涂层的开放性结构;同时熔融的CMAS会和热障涂层发生热化学反应产生硅酸锆、钙长石、尖晶石等新相,使涂层结构及性能退化。但是,目前少有研究关注这些新相微观上的生长特点,而了解这些新相的微观生长特点是我们控制和避免CMAS腐蚀的关键。在诸多生成的新相中,硅酸锆的生成需要氧化锆直接参与热化学反应,它的生成会直接导致热障涂层微结构的退化,对热障涂层的影响最严重。因此研究新相硅酸锆的微观生长特点,并分析其对热障涂层性能的影响是非常必要的。本文使用一种成分为10CaO–7MgO–13AlO1.5–70SiO2（mol%）的CMAS和EBPVD 7YSZ TBC进行高温腐蚀实验,采用XRD、SEM、TEM、EDS等手段对样品微观结构特征进行表征。主要研究内容及结果如下:首先,在实验室人工制备了CMAS粉末。制备好的CMAS粉末粒径主要分布在15μm左右。对CMAS粉末进行的XRD分析表明CMAS粉末主要是非晶态。对CMAS粉末进行的DSC检测显示CMAS粉末的融化起始温度是1160℃。根据研究目的并参考文献中的实验参数,我们制定了CMAS量10mg/cm2,在1250℃,腐蚀7YSZ热障涂层24h的实验方案。其次,使用SEM和TEM对腐蚀前后的热障涂层样品微观形貌进行表征,结果显示原始热障涂层陶瓷层为明显的柱状晶结构,柱状晶的边缘存在羽毛状结构,同时柱状晶之间存在间隙;而腐蚀后样品陶瓷层柱状晶的羽毛状结构消失,并且在陶瓷层表层、中层和界面有不同的腐蚀特征。对样品进行XRD、EDS和选区电子衍射分析,结果表明整个陶瓷层除了原有的四方相氧化锆外,均产生了新相硅酸锆,同时界面还产生了新相钙长石。最后,结合TEM观察、选区电子衍射分析、EDS分析三种方法对样品进行表征,结果证实硅酸锆会在柱状晶的间隙及CMAS下产生的腐蚀坑处优先生长,而且硅酸锆生长呈现多种微观形貌。由于CMAS与YSZ不同区域反应速度不同,会产生硅酸锆中剩余氧化锆颗粒的区域和硅酸锆与氧化锆之间剩余非晶CMAS的区域。硅酸锆的产生会直接导致热障涂层出现结构退化,体积膨胀和热失配,使热障涂层使用寿命大大降低甚至直接失效。