东方雄鸡-La元素改性复相玻璃层表面形貌

背景：

超高温陶瓷涂层具有高强度和高硬度，同时表现出优良的抗氧化、耐腐蚀和抗热震等性能，可广泛应用于国防，航空航天等方面。近年来，在超高温陶瓷体系中，以HfB₂-SiC为代表的硼化物-硅基涂层因其高熔点和优异的抗烧蚀性被认为是最具应用前景的超高温陶瓷涂层体系之一。同时涂层体系中的硅化物在高温氧化过程中会形成一层具有自愈合能力和低渗透性的SiO₂氧化层，对材料提供有效惰化防护。但是当服役温度升高或服役时间延长时，涂层活性氧化产生的挥发气体（B₂O₃、SiO、CO、CO₂）的剧烈释放会导致涂层阻氧壁垒产生大量的氧化缺陷。因此，有必要提高HfB₂-SiC陶瓷在1700℃的静态空气环境中服役稳定性，提升其抗氧化性能。

氧化镧（La₂O₃）具有高熔点、高热导率、高硬度及低热膨胀系数，而且其本身及其在SiO₂中形成的复合氧化物在超高温下可能有助于提升表面复相玻璃层的高温稳定性，因此，La₂O₃有望成为提高超高温陶瓷涂层在1700℃抗氧化性能的理想改性剂。

实验方法：

采用放电等离子体烧结法在石墨基体上制备了稀土氧化物改性涂层，随后将制备好的涂层样品放入马弗炉中在空气气氛下进行1700℃的氧化实验。

图片描述：

本作品展示的是La元素改性HfB₂-SiC涂层在氧化后的涂层表面SEM图像。试样表面覆盖着一层致密光滑的氧化膜，可对内部的陶瓷组元提供有效保护。其中涂层表面深色无定形SiO₂相中出现了由La元素构成网状灰白色相的聚集，形状像一只站立的雄鸡，其主要成分为镧氧化物与SiO₂形成的高熔点相La₂Si₂O₇。