近日，昆明理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在超高溫鉭酸鹽熱障塗層技術(shù)領(lǐng)域取得了重要突破。他們充分利用了稀土元素物理化學(xué)性能的優(yōu)勢，成功研發(fā)出了新型稀土鉭酸鹽高溫鐵彈相變增韌陶瓷材料，其是世界上目前唯一能在1400-1600℃下長期穩(wěn)定工作的超高溫稀土熱障塗層。
熱障塗層是一種陶瓷塗層，常作爲(wèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)高溫部件的熱防護(hù)塗層，其能對相關(guān)部件起到隔熱的作用，降低材料的溫度，從而延長高溫部件的服役壽命，同時(shí)也能節(jié)約燃料。
目前，使用最多的熱障塗層材料是氧化鋯基材料。不過，當(dāng)達(dá)到1200℃左右時(shí)，氧化鋯基材將會發(fā)生相變，導(dǎo)致塗層脫落失效，從而使壽命呈指數(shù)級下降。近年來，隨著航空、航天及民用技術(shù)的不斷發(fā)展，對熱端部件的使用要求也越來越高。
據(jù)悉，未來航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度可能達(dá)到2000℃。因此，熱障塗層應(yīng)具備高硬度，大強(qiáng)度，良好化學(xué)穩(wěn)定性，長使用壽命，優(yōu)異耐高溫和耐腐蝕性等特點(diǎn)。
經(jīng)過持續(xù)地努力探索，昆明理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)稀土元素能很好地用來參與先進(jìn)熱障塗層的生産。研究發(fā)現(xiàn)，稀土熱障塗層材料可以在1400℃下長時(shí)間的工作，且最高承受溫度可達(dá)1600℃。另外，其隔熱降溫梯度在100℃至500℃之間。該熱障塗層的問世，意味著我國的熱障塗層技術(shù)已達(dá)到國際的領(lǐng)先水平。
更值得一說的是，研究者還建立了一套從材料發(fā)現(xiàn)、基本性質(zhì)確定到最後應(yīng)用的完整材料體系，申請超過100項(xiàng)國家發(fā)明專利及4項(xiàng)國際發(fā)明專利。這使我國在新型稀土鉭酸鹽陶瓷塗層領(lǐng)域擁有自主知識産權(quán)。
