环境障碍涂层（EBC）能够有效提高陶瓷基复合材料在发动机环境中的表面稳定性，在高性能先进发动机的研究中有着举足轻重的地位。然而，由跑道碎片、空中沙尘、火山灰、环境尘土等形成的硅酸盐环境沉积物（CMAS）会对涂层材料造成腐蚀，从而影响其服役时间。

    近日，中国科学院上海硅酸盐研究所无机材料分析测试中心曾毅研究员团队在环境障碍涂层材料抗CMAS腐蚀机理研究方面取得新进展。通过电子背散射衍射发现了单硅酸盐在CMAS腐蚀过程中的热力学因素与动力学因素相竞争的直接证据，这种竞争取决于腐蚀温度和腐蚀进程，在热力学和动力学竞争之间取得平衡是提高其高温抗腐蚀性能的关键；并通过精确调节单硅酸盐中稀土离子的平均半径，获得了在1500℃下也具有优异的耐腐蚀性的中熵焦硅酸盐材料。相关成果以“Medium‐Entropy Monosilicates Deliver High Corrosion Resistance to Calcium‐Magnesium Aluminosilicate Molten Salt”为题发表于Advanced Science（DOI: 10.1002/advs.202400736）。上海硅酸盐所2020级博士研究生陈泽裕为第一作者，曾毅研究员和王墉哲副研究员为论文通讯作者。

单硅酸盐CMAS腐蚀产物磷灰石成核、生长机制以及抗腐蚀性能

RE₂SiO₅/RE₂Si₂O₇复相硅酸盐材料结合了单硅酸盐与焦硅酸盐在抗腐蚀性能与热性能方面的优势。但同样，CMAS腐蚀机理的不明确也限制了通过组分设计对其抗腐蚀性能的提升。团队采用EBSD技术对几种复相硅酸盐在不同温度下的CMAS腐蚀行为进行研究，结合反应扩散理论修正了传统溶解-再沉淀腐蚀机制，提出了硅酸盐CMAS腐蚀的全新机制。CMAS中的Ca、Si等元素将沿化学式梯度扩散至硅酸盐中，当超过硅酸盐对外来元素的固溶极限后将发生由外向内的类“包晶”式相变，这为腐蚀中后期CMAS与涂层材料无法直接接触情况下的腐蚀产物生长提供了合理解释。相关成果以“Investigation of improving the thermophysical properties and corrosion resistance of RE₂SiO₅/RE₂Si₂O₇ multiphase silicates by component design with RE doping”为题发表于Journal of Advanced Ceramics（DOI: 10.26599/JAC.2024.9220903）。上海硅酸盐所2020级博士研究生陈泽裕为第一作者，曾毅研究员为论文通讯作者。

RE₂SiO₅/RE₂Si₂O₇复相硅酸盐显微结构、热性能与CMAS腐蚀行为

研究工作得到了国家重点研发计划的资助和支持。

链接：https://doi.org/10.1002/advs.202400736

https://doi.org/10.26599/JAC.2024.9220903