热障涂层材料的选择

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热障涂层材料的选择热障涂层(TBCs thermal barrier coatings)是当今热喷涂技术领域研究最多、 应用水平最高、也是最有发展潜力的少数几种最重要的涂层之一。随着现代航 空航天技术、新能源和先进动力工业向高效、节能、环保发展的趋势，开发新一代 具有更高的使用温度和寿命、更好的可靠性和成本较低的TBCs系统，是热障涂 层进一步发展所面临的严峻挑战。热障涂层一般工作在1000以上的高温环境中，实际使用的热障涂层是指 由金属缓冲层(或称金属粘结层)和耐热性、隔热性好的陶瓷热保护功能涂层组 成的“层合型”金属陶瓷复合涂层系统。表面陶瓷工作层是借助于处于基体和陶 瓷层之间的金属粘结层与高温合金基体结合的。该粘接层与表面陶瓷层和基体 金属材料都具有良好的粘接性能，同时具有优异的耐高温、抗氧化性能，热膨胀 系数介于基体金属与表面陶瓷层之间，可改善陶瓷与金属材料之间的热匹配，减 缓界面应力，提高涂层的结合强度、抗热震性能和工作寿命。热障涂层一般采用等离子喷涂工艺来制备，功能梯度热障涂层采用超声速 等离子喷涂工艺来制备更适宜。氧化纪稳定的氧化锆是制备热障涂层最 常用的陶瓷材料，粘结层材料一般是从&八IV系列合金材料。相关的研究结果 表明，除了通过材料选择以外，涂层的结构设计也是影响热障涂层使用性能的重 要因素，梯度功能热障涂层是当今研究的热点之一。