陶瓷熱障涂層研究獲進展

文/于 洋

近日，中科院長春應用化學研究所在熱障涂層的設計思路、失效機理以及新型熱障涂層材料研發等方面取得新進展，設計并成功制備出使用溫度≥1250℃的雙陶瓷層熱障涂層材料。

長春應化所科研人員立足于稀土科技的國際前沿，開展了熱障涂層的設計和失效機理研究，取得了一系列創新性科研成果。提出了將稀土應用于熱障涂層材料并通過離子取代來改善材料性能的思想；深入研究了熱障涂層新材料和結構，發明了以稀土為主的一系列新型高溫熱障涂層材料即稀土鋯酸鹽。在此基礎上，研究人員設計了使用溫度≥1250℃的雙陶瓷層、多陶瓷層和界面梯度熱障涂層材料，極大地提高了涂層的使用溫度和壽命，突破了8YSZ（8wt%Y2O3的使用溫度極限，為研制在更高溫度下使用的涂層開辟了一條新途徑。

熱障涂層技術利用陶瓷材料的高隔熱性和耐腐蝕性來保護金屬基底，在能源、航空、航天等方面都有重大應用價值。常規熱障涂層材料8YSZ穩定化的ZrO2）因在高溫下發生相變、燒結和透氧，不能承受1200℃以上的高溫。目前，世界各國都在努力研究能替代8YSZ、可在更高溫度下使用的熱障涂層材料。

該成果已獲國內外發明專利4項，出版1部專著，在專業核心期刊Adv Mater和J Eur Ceram Soc等雜志上發表了一系列有較高影響力的論文。