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Accès ouvert déclaré 2025 article

Dual-phase barrier formation and inhibition of environmental deposit-induced grain boundary corrosion in rare earth zirconia-based TBCs

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Le résumé fourni par la source

Thermal barrier coatings (TBCs) are subjected to severe corrosive attack from environmental deposits (dust, sand, volcanic ash, etc.) during high-temperature service, resulting in significant degradation of coating performance and eventual structural failure. However, the corrosion mechanisms of TBCs under attack from impurity-rich, low Ca: Si environmental deposits (CMAS-E) remain poorly understood. This study systematically compares the corrosion behavior of yttria-stabilized zirconia (YSZ), multi-rare-earth-stabilized zirconia (RSZ), and gadolinium zirconate (GZO) coatings exposed to CMAS-E at 1300 °C. Both YSZ and RSZ coatings fail via a grain-boundary-dominated mechanism, where melt infiltrates along coating defects to form discontinuous zircon products. This failure to form a protective barrier leads to deep melt penetration and severe stress-induced bending. By comparison, the GZO coating exhibits enhanced resistance by forming a continuous, dense dual-phase barrier of apatite and Gd-enriched fluorite phase through a uniform surface reaction. This distinctive “self-sacrificial” mechanism is driven by the large optical basicity difference between GZO and the acidic CMAS-E melt, coupled with a high Gd 3+ content. This work provides fundamental insights for designing TBCs with enhanced environmental durability through controlled interfacial reactions.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Dual-phase barrier formation and inhibition of environmental deposit-induced grain boundary corrosion in rare earth zirconia-based TBCs
Date Crossref
01/11/2025
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Xi'an Jiaotong University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Materials Science and Engineering State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Xi'an Jiaotong University et State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials — School of Materials Science and Engineering.

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