起伏多孔YbDS环境屏障涂层

抗蒸汽循环开裂

通过起伏与多孔协同的微结构设计，调控腐蚀相变引起的表面开裂行为。

Huang, Yaping · 魏志远 · Jie, Sun · 蔡洪能 · 杨冠军

Journal of the European Ceramic Society 2023

技术优势

谷底裂纹更危险

数值模拟显示，位于EBC表面谷底的预裂纹比位于峰顶的预裂纹更容易扩展，设计时应重点控制谷底区域。

波长比振幅更关键

起伏表面的波长变化对裂纹扩展的影响比振幅变化更显著，因此在设计起伏结构时波长是需要优先调控的参数。

多孔结构双重缓解

多孔结构不仅能直接缓解涂层表面开裂，还能降低因波长增大而加剧的裂纹扩展效应，实现双重保护。

应用场景

• 陶瓷基复合材料防护：通过微结构优化抑制蒸汽循环下涂层开裂，延长陶瓷基复合材料在高温水蒸气环境中的使用寿命。
• 航空发动机热端部件：为航空发动机热端部件提供更耐蒸汽循环的涂层设计依据，减少因腐蚀相变引发的表面开裂失效。
• 固体氧化物燃料电池：可借鉴其抗蒸汽开裂设计，提高固体氧化物燃料电池中陶瓷部件在含水气氛下的结构稳定性。