PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Journal of Advanced Ceramics· 2026Q1

Nadir Toprak Elementlerinin Yüksek Entropili Karbür Kaplamalarda Oluşan Oksit Ölçeğinin Yüksek Sıcaklık Kararlılığının Geliştirilmesi Mekanizması

Enhancement mechanism of high temperature stability for in-situ oxide scale on high-entropy carbide coatings induced by rare earth

Lingxiang Guo, Bing Liu, Tianyu Liu, Dou Hu ve diğerleri

Kısa özet

Nadir toprak elementleri (Sm, Er, Lu) içeren yüksek entropili karbür kaplamalar, daha yoğun ve kararlı oksit ölçekler oluşturarak aşınma direncini artırmıştır; HEC-Lu, -0.173 ± 0.012 μm·s-1'lik doğrusal aşınma oranı sergilemiştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Geliştirilmiş aşınma direnci için nadir toprak elementleri (Sm, Er, Lu) içeren yüksek entropili karbür kaplamalar (HEC'ler) geliştirilmiştir.
  • HEC-Lu, -0.173 ± 0.012 μm·s-1'lik doğrusal aşınma oranı ile en iyi performansı göstermiştir.
  • Nadir toprak elementlerinin eklenmesi, 2573 K'de oksit ölçeklerde Ti ve O difüzyon katsayılarını bir büyüklük mertebesi azaltmıştır.
  • Lu ilavesi, oksit ölçeği içinde daha yüksek Ti içeriği (%53.85 HEC-Sm'ye kıyasla) ve daha güçlü Ti-O bağları ile sonuçlanmıştır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract For ultra-high temperature ceramic (UHTC) coatings used in aerospace thermal protection systems, enhancing the oxygen barrier capability and thermal stability of in-situ oxide scale during ablation is crucial for stable service. Herein, a high-entropy design strategy is proposed to boost the compactness and phase stability of oxide scales by leveraging multi-component synergistic effects. Three high-entropy carbide coatings, (Hf-Zr-Ti-Sc-Y-Sm)C (HEC-Sm), (Hf-Zr-Ti-Sc-Y-Er)C (HEC-Er) and (Hf-Zr-Ti-Sc-Y-Lu)C (HEC-Lu), with better ablation resistance than ZrC, (Hf-Zr-Ti)C, and (Hf-Zr-Ti-Sc-Y)C coatings,were designed. HEC-Lu delivers optimal ablation resistance, featuring a linear ablation rate of -0.173 ± 0.012 μm·s-1, superior to HEC-Sm (-0.111 ± 0.032 μm·s-1) and HEC-Er (-0.144 ± 0.022 μm·s-1). This superior performance is correlated with higher Ti retention and stronger calculated Ti-O bonding, increasing Ti content in the oxide scale by 53.85 % and 33.33 % compared to HEC-Sm and HEC-Er, thereby inhibiting volatilization. Rare-earth (Sm, Er, Lu) incorporation can reduce the diffusion coefficients of Ti and O atoms in oxide scales by one order of magnitude at 2573 K compared with TiO2. Notably, Lu introducing yields a higher Mulliken population (0.279) for Ti-O bonds than that of Sm (0.268) and Er (0.274), which strengthens Ti-O bonds inside the oxide scale. This work presents a novel material selection scheme for anti-ablation coatings in extreme environments.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Journal of Advanced Ceramics, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Seramik ve Kompozitler

Ceramics and CompositesMaterials Science