贺世美，熊 翔，何利民

（1中南大学 粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083；2北京航空材料研究院，北京 100095）

随着现代航空工业的发展，飞机发动机的推重比越来越高，其涡轮前进口温度也随之提高，对材料的要求也越来越苛刻。目前发动机所用的热结构材料均为高温合金，致使发动机的结构效率低及复杂化，很难适应新一代高推重比发动机的热环境。与高温合金相比，炭纤维增强碳化硅复合材料（Cf／SiC）因具备耐高温、低密度、高强度等优点，是高推重比航空发动机热端部件的理想材料。在发动机高温服役环境下，由于空气中含有大量的水蒸气，SiC与空气中的氧气、水蒸气均发生反应生成SiO2，SiO2接着与水蒸气发生反应生成易于挥发的Si（OH）4，促使Cf／SiC中的炭纤维暴露在空气中，炭纤维与空气中的氧气又发生反应。如此循环，最终导致 Cf／SiC的性能急剧下降［1－6］，发生的化学反应如式（1）～（4）所示：

为了延长Cf／SiC在高推重比航空发动机工作环境下的使用寿命，在Cf／SiC基体表面涂覆环境障涂层是一种有效的解决办法。典型的Si／3Al2O3·2SiO2＋BSAS／BSAS三层结构环境障涂层已经获得应用［7］。为了追求更高的使用温度，对于EBC体系面层的研究方向主要集中在稀土硅酸盐（RE2SiO5或RE2Si2O7）上，其中Yb2SiO5材料在温度超过1400℃时相结构稳定，同时其热膨胀系数与3Al2O3·2SiO2，BSAS等中间层材料较为接近，因此，可以作为EBC稀土硅酸盐面层的潜在候选材料之一［8，9］。

目前，国内对环境障涂层的研究刚刚起步，存在的主要问题是涂层在高温氧化环境中的过早剥落失效问题。……