中國粉體網(wǎng)訊 8月5日至6日，“聚保定 創(chuàng)未來”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造大賽總決賽、頒獎儀式暨成果對接活動在保定舉行。本次比賽共篩選出55個進入決賽的優(yōu)質(zhì)項目，經(jīng)最終評審，其中“航空熱障陶瓷材料的產(chǎn)業(yè)化研究”項目榮獲一等獎。
活動現(xiàn)場，還為本屆大賽落地項目舉辦了集中簽約儀式。“航空熱障陶瓷材料的產(chǎn)業(yè)化研究”項目與保定市高新區(qū)簽約。
當前，先進燃氣輪機燃氣入口溫度已接近2000 ℃，抵達渦輪葉片表面的溫度在1450 ℃以上，先進航空發(fā)動機的渦輪進口溫度已經(jīng)超過1900 ℃。隨著發(fā)動機技術不斷發(fā)展、推重比不斷提高，服役溫度也將進一步提高，而開發(fā)更高等級的高溫材料、設計高效的葉片冷卻結(jié)構(gòu)、制備定向晶體或單晶高溫合金葉片和開發(fā)先進的熱障技術等是重要解決途徑。
熱障涂層是將耐高溫、高隔熱陶瓷材料與基體材料復合，以降低熱端部件的表面溫度和改善基體材料的抗高溫氧化腐蝕為目的，進而顯著提高發(fā)動機的推重比和熱效率，延長熱端部件在高溫高應力狀態(tài)下的使用壽命的一種熱防護技術。目前已經(jīng)在航空發(fā)動機和地面燃氣輪機上獲得成功應用的熱障涂層陶瓷隔熱層材料為氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯（YSZ）。但YSZ在使用溫度超過1200℃時容易發(fā)生相變和燒結(jié)，無法滿足使用要求。
為了獲得更高隔熱性和更長壽命的熱障涂層，研究人員利用材料化學和稀土化學的優(yōu)勢開發(fā)了一些新型陶瓷面層材料，例如A2B2O7型化合物和稀土鉭酸鹽等。這些新材料的開發(fā)將成為高性能涂料研究的重要基礎。A2B2O7型化合物、稀土鉭酸鹽和高熵陶瓷等顯現(xiàn)出比YSZ更低的熱導率。此外，它們還具有與YSZ相當?shù)母呋瘜W穩(wěn)定性和熱膨脹系數(shù)。然而，固有的熱膨脹系數(shù)和斷裂韌性較低的特點限制了其發(fā)展和應用。將這些新型陶瓷面層材料與常規(guī)YSZ配合使用形成雙陶瓷結(jié)構(gòu)，可顯著提高熱障涂層的隔熱性能和使用壽命。
近年來，隨著先進航空發(fā)動機渦輪葉片熱障涂層服役溫度、服役壽命以及隔熱性能的不斷提升，超高溫、高隔熱、長壽命熱障涂層的研制已成為國際高溫防護涂層領域的研究熱點。在復雜的發(fā)動機服役環(huán)境下，新型熱障涂層材料的高溫穩(wěn)定性，尤其是環(huán)境沉積物CMAS作用下導致的涂層壽命和隔熱性能下降等問題，都亟待解決。
來源：央廣網(wǎng)
耿洪濱等：面向先進熱障涂層的陶瓷材料研究進展
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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