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热烈祝贺朱辰喆同学在《Applied Surface Science》上发表通过低损耗成膜处理增强LaB6改性HfB2-SiC涂层的1700℃抗氧化性能研究论文
发布时间:2025-01-19

近年来,以 LaB6 为代表的稀土材料由于其独特的电子结构和高熔点,经常被用作稳定剂和烧结添加剂以改善材料的超高温性能。当 La在硅基涂层中高温氧化时它会产生高熔点和低氧渗透率的硅酸盐和氧化镧,这降低了氧在涂层表面中的扩散速率。在组内之前的工作中(Surf. Coat. Technol. 476 (2024) 130208.)发现 LaB6 改性HfB2-SiC 涂层的抗氧化性得到了增强。与 HfB2-SiC 涂层相比,在 HfB2-SiC 涂层中添加 5 vol% LaB6 可实现卓越的耐氧性能。氧气渗透率降低 85.3% 碳损失率显著降低 74.2%。虽然涂层的氧化自毁形成的多相玻璃层可以有效防止氧渗透,但结构损失引起的缺陷可能为氧扩散提供通道,导致碳基体氧化损伤。与传统的成膜工艺相反,提出了低损耗成膜处理(LFT),这是一种在低于服役温度(1700 ℃)下对未氧化涂层进行热处理,以在表面形成保护膜的方法。LFT 在形成后覆盖涂层表面,以填充过渡族金属氧化物骨架的多孔结构。缓解在涂层突然暴露在超高温下时减缓涂层的过度氧化。

本文通过 LFT 处理 LaB6 改性的 HfB2-SiC 涂层上生成了具有增强抗氧化性的多相玻璃膜,研究了 LFT 的工艺参数,探究了成膜机理。在 1100 ℃ 下进行 LFT 后,Hf-La 氧化物枝晶均匀分散在 LFT 中,发挥了颗粒增强作用。随着处理时间延长到 360 分钟La元素富集在涂层表面,为形成Hf-La-Si-O层提供了基础。在 1700 °C 氧化后,涂层生成了光滑连续的 La2Si2O7  La2Hf2O7 均匀分布的复相玻璃层表面,有效抑制了氧侵蚀。与未进行LFT 的涂层相比,LFT 处理涂层透氧率和碳损失率仅为 0.065 % 0.211×10 -6 gcm-2s-1,分别降低了 84.1 % 73.3 %。提高铪基涂层的抗氧化性能。

相关研究结果以题为 Enhanced oxidation resistance of LaB6-modified HfB2-SiC coating at 1700 ℃ by low-loss film-forming treatment”发表在Applied Surface Science上。

 

 

1. 低损耗成膜处理HfB2-SiC- LaB6涂层氧化防护摘要图

 

2.不同温度LFT处理后涂层表面SEM图像及EDS

 

3. 1100LFT处理不同时间的涂层在1700氧化后截面SEM图像及EDS

 

 

题目: Enhanced oxidation resistance of LaB6-modified HfB2-SiC coating at 1700 °C by low-loss film-forming treatment

作者: Chenzhe Zhu, Xiang Ji, Yuexing Chen, Peipei Wang, Philipp V. Kiryukhantsev-Korneev, Evgeny A. Levashov, Ji Shi, Xuanru Ren, Xueqin Kang, Baojing Zhang, Ping Zhang, Leihua Xua, Peizhong Feng

链接: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2025.162397

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