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1、第36卷第2期2007年4月表面技术Vol.36No.2Apr.2007SURFACETECHNOLOGY61稀土氧化物陶瓷材料在热障涂层上的应用现状112刘保福,詹肇麟,翟志清(1.昆明理工大学机电工程学院,云南昆明650093;2.中国石油化工股份有限公司洛阳分公司,河南洛阳471012)[摘要]航空发动机技术的发展,要求热障涂层用陶瓷材料应具有更低的热导率和更高的相稳定性能。由于稀土氧化物陶瓷材料在热障涂层上的广泛应用,综述了稀土氧化物涂层、镧铝氧化物及稀土氧化物(一元、二元、多元)稳定ZrO2等热障涂层材料的研究现状。结果指出进一步的研
2、究应集中于3个方面:1)采用合适的方法提高稀土氧化物的高温相稳定性;2)改进镧铝氧化物的热物理性能;3)采用合适的氧化物对ZrO2基热障涂层材料进行掺杂,以进一步改善其热物理性能等。[关键词]氧化物;热障涂层;热物理性能;掺杂;陶瓷[中图分类号]TG174.453[文献标识码]A[文章编号]1001-3660(2007)02-0061-04ApplicationStatusofRareEarthOxidesCeramicMaterialsonThermalBarrierCoatings112LIUBao2fu,ZHANZhao2lin,ZHAI
3、Zhi2qing(1.FacultyofMechanicalandElectricalEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China;2.SINOPECLuoyangCompany,Luoyang471012,China)[Abstract]Withthedevelopmentofaeroturbineenginestechnology,itrequiresthatceramicsforthermalbarriercoatingshavelowert
4、hermalconductivityandhigherphasestability.Becauseoftheextendinguseofoxidesceramicmate2rialsonthermalbarriercoatings,theresearchstatusofoxidesceramicsmaterialssuchasrare2earthoxidescoatings,lan2thanum2aluminumoxidesandZrO2dopedwithoxides(onetype,twotypesandmultitype)weresumma
5、rized.Itispoint2edthatfutureresearchshouldaimatthefollowingaspectswhichincludeenhancingthephasestabilityathightemperatureofrareearthoxidesbyappropriatemethods,improvingthermo2physicalpropertiesoflanthanum2aluminumoxidesanddo2pingtheZrO22basedceramicmaterialsforthermalbarrier
6、coatingswithappropriateoxidesinordertoimprovethethermo2physicalproperties.[Keywords]Oxides;Thermalbarriercoatings;Thermo2physicalproperties;Doping;Ceramic在这种背景下,本文综述了氧化物热障陶瓷材料的应用现状,并0引言指出了其未来的发展方向。热障涂层由于其优异的隔热性能而广泛用于保护航空发动1稀土氧化物涂层[1]机高温部件,至今已有20多年的历史。选择的热障涂层陶瓷[2]材料应具备以下基本功能:
7、1)熔点高;2)在室温与工作温度由于稀土元素一般具有较高的熔点,早在1991年就有学者之间的温度范围内没有相变;3)热导率低;4)化学稳定性高;5)研究用稀土氧化物的混合物来制备热障涂层,稀土氧化物涂层热膨胀系数与金属基体接近;6)与金属基体具有良好的结合的主要相组成一般是La2O3、CeO2、Pr2O3和Nb2O5。与ZrO2相力;7)烧结收缩率低,其中以热膨胀系数、热导率和高温稳定性比,稀土氧化物涂层具有较低的热扩散系数和较高的热膨胀系最为重要。数,因此有潜力用作热障涂层材料,但缺乏该类材料用于热障涂近年来,随着航空发动机向高推重比、高流量
8、比、高涡轮进层的可行性的进一步报道[2]。在1000℃以上,CeO的热导率2口温度的方向发展,发动机高温部件必须承受更高的温度,从而低于YSZ的热导率
