陶瓷热障涂层研究获进展

文/于 洋

近日，中科院长春应用化学研究所在热障涂层的设计思路、失效机理以及新型热障涂层材料研发等方面取得新进展，设计并成功制备出使用温度≥1250℃的双陶瓷层热障涂层材料。

长春应化所科研人员立足于稀土科技的国际前沿，开展了热障涂层的设计和失效机理研究，取得了一系列创新性科研成果。提出了将稀土应用于热障涂层材料并通过离子取代来改善材料性能的思想；深入研究了热障涂层新材料和结构，发明了以稀土为主的一系列新型高温热障涂层材料即稀土锆酸盐。在此基础上，研究人员设计了使用温度≥1250℃的双陶瓷层、多陶瓷层和界面梯度热障涂层材料，极大地提高了涂层的使用温度和寿命，突破了8YSZ（8wt%Y2O3的使用温度极限，为研制在更高温度下使用的涂层开辟了一条新途径。

热障涂层技术利用陶瓷材料的高隔热性和耐腐蚀性来保护金属基底，在能源、航空、航天等方面都有重大应用价值。常规热障涂层材料8YSZ稳定化的ZrO2）因在高温下发生相变、烧结和透氧，不能承受1200℃以上的高温。目前，世界各国都在努力研究能替代8YSZ、可在更高温度下使用的热障涂层材料。

该成果已获国内外发明专利4项，出版1部专著，在专业核心期刊Adv Mater和J Eur Ceram Soc等杂志上发表了一系列有较高影响力的论文。