随着航空工业的迅猛发展，高推重比发动机已成为航空发动机发展的重点。陶瓷基复合材料（Ceramic Matrix Composites，CMCs）,特别是SiC/SiC陶瓷基复合材料，具有低密度、良好的高温力学性能等特点，被认为是新一代高推重比航空发动机热端部件的主要候选材料。在长时间服役过程中，陶瓷基复合材料受到水蒸气等腐蚀介质的影响，从而导致材料性能急剧下降，制约其应用于航空发动机热端部件。将环境障碍涂层（Environmental Barrier Coatings, EBC）涂覆于陶瓷基复合材料表面，能够将基体材料与服役环境中的腐蚀性产物（高温水蒸气、熔盐等）隔离开来，从而提高陶瓷基复合材料在发动机环境中的性能稳定性。EBC作为未来先进航空发动机热端部件使用的重要材料，在航空发动机的发展中有着举足轻重的地位。
  稀土硅酸盐具有高熔点、良好的相稳定性、与陶瓷基复合材料匹配的热膨胀系数等特点，是最具应用潜力的环境障碍涂层材料。等离子体喷涂技术具有沉积效率高、涂层致密度高、质量可控等特点，被认为是最合适的稀土硅酸盐涂层制备技术之一。本实验室近年来开展了等离子体喷涂稀土硅酸盐涂层的制备技术、结构特征、高温稳定性等研究。
  本工作结合前期对稀土硅酸盐涂层材料结构和性能的研究结果，设计了Yb₂SiO₅/Yb₂Si₂O₇/Si三层涂层体系，并采用等离子体喷涂技术分别在SiC、C/SiC和SiC/SiC表面制备该涂层体系，采用水淬热震法考察其抗热震性能。研究发现，该三层涂层体系具有良好的抗热震性能。热震产生的贯穿Yb₂SiO₅外层裂纹终止于Yb₂Si₂O₇中间层，Si粘结层表面未产生TGO层，说明该涂层体系具有良好的抗裂纹扩展性能和抗氧化腐蚀性能。TEM结果显示，Yb₂Si₂O₇涂层存在以孪晶和位错滑移为主的塑性变形机制，表明涂层具有良好的损伤容限，这对抗裂纹扩展性能具有积极作用。本研究结合热应力、热膨胀行为和弹性模量等阐述了涂层体系的抗热震和抗裂纹扩展机理。该研究结果为稀土硅酸盐环境障碍涂层的设计和制备提供了新思路。
 

环境障碍涂层；微观结构；稀土硅酸盐；热震性能；Yb2Si2O7