机械工程材料

作者：常振东, 刘亮, 王志刚, 牟仁德, 蔡妍, 谢敏

关键词：Sc₂O₃改性YSZ陶瓷, 高温相稳定性, CMAS腐蚀行为, 热物理性能

使用固相合成法制备了6%（物质的量分数，下同）Sc2O3改性2%Y2O3-ZrO2陶瓷（SYSZ陶瓷），研究了SYSZ陶瓷的1 400 ℃高温相稳定性、热物理性能以及在1 250 ℃下耐CMAS（CaO、MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3的质量比21∶7∶19∶42∶11）腐蚀性能，并与质量分数8%Y2O3-ZrO2陶瓷（YSZ陶瓷）进行对比。结果表明：在1 400 ℃下热处理500 h前后SYSZ陶瓷均为t四方相结构，未出现明显的m单斜相，而YSZ陶瓷中存在m相；Sc2O3的掺杂可有效提升YSZ陶瓷的高温相稳定性。SYSZ陶瓷的热导率随着温度升高先降低，在600 ℃附近达到最小值后缓慢升高；不同温度下SYSZ陶瓷的热导率均明显低于YSZ陶瓷，在1200 ℃下的热导率为1.79 W·m?1·K?1，相较于YSZ陶瓷降低约16%。随温度升高，SYSZ陶瓷的热膨胀系数呈近似线性增大趋势，略微低于YSZ陶瓷。在1 250 ℃的CMAS中腐蚀10 h后SYSZ陶瓷组织为排列紧密的棒状结构，与YSZ陶瓷相比，其表面形成的反应层厚度降低了85 %，相同腐蚀条件下反应层中的m相含量明显更低；SYSZ陶瓷表现出更佳的耐CMAS腐蚀性能。

来源：2025年第12期

《机械工程材料》期刊编辑部

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