1600℃!世界超高温稀土热障涂层问世

近日,昆明理工大学研究团队在超高温钽酸盐热障涂层技术领域取得了重要突破。他们充分利用了稀土元素物理化学性能的优势,成功研发出了新型稀土钽酸盐高温铁弹相变增韧陶瓷材料,其是世界上目前唯一能在1400-1600℃下长期稳定工作的超高温稀土热障涂层。

世界超高温稀土热障涂层问世图片

热障涂层是一种陶瓷涂层,常作为航空发动机及燃气轮机高温部件的热防护涂层,其能对相关部件起到隔热的作用,降低材料的温度,从而延长高温部件的服役寿命,同时也能节约燃料。

目前,使用最多的热障涂层材料是氧化锆基材料。不过,当达到1200℃左右时,氧化锆基材将会发生相变,导致涂层脱落失效,从而使寿命呈指数级下降。近年来,随着航空、航天及民用技术的不断发展,对热端部件的使用要求也越来越高。

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据悉,未来航空发动机的工作温度可能达到2000℃。因此,热障涂层应具备高硬度,大强度,良好化学稳定性,长使用寿命,优异耐高温和耐腐蚀性等特点。

经过持续地努力探索,昆明理工大学研究团队发现稀土元素能很好地用来参与先进热障涂层的生产。研究发现,稀土热障涂层材料可以在1400℃下长时间的工作,且最高承受温度可达1600℃。另外,其隔热降温梯度在100℃至500℃之间。该热障涂层的问世,意味着我国的热障涂层技术已达到国际的领先水平。

更值得一说的是,研究者还建立了一套从材料发现、基本性质确定到最后应用的完整材料体系,申请超过100项国家发明专利及4项国际发明专利。这使我国在新型稀土钽酸盐陶瓷涂层领域拥有自主知识产权。

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