熱障涂層(Thermal barrier coatings, TBCs)材料廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)(簡稱“兩機(jī)”)的熱端部件，旨在提供隔熱、提高發(fā)動機(jī)的能量效率和改善其持久性。目前，具有非平衡轉(zhuǎn)變四方相(T′)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%-8%氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯(T′-8YSZ) 由于其優(yōu)異的綜合性能，在熱障涂層材料方面?zhèn)涫荜P(guān)注。目前熱障涂層制備方法采用較廣泛的是等離子噴涂技術(shù)。在合適的等離子噴涂工藝參數(shù)下，噴涂喂料的性質(zhì)直接決定等離子噴涂涂層性能的好壞。大量文獻(xiàn)證明納米結(jié)構(gòu)熱噴涂喂料制備的涂層性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于微米結(jié)構(gòu)熱噴涂喂料制備的涂層。

針對目前商用等離子噴涂YSZ喂料主要為微米結(jié)構(gòu)且含有單斜相這兩個問題，制備出高性能等離子噴涂用納米結(jié)構(gòu)且為非平衡轉(zhuǎn)變四方相的YSZ喂料意義重大。近期，在廣東省新材料研究所劉敏教授和哈爾濱工業(yè)大學(xué)王鈾教授聯(lián)合指導(dǎo)下，周飛飛博士以納米8YSZ粉體為原始材料，對8YSZ納米粉體進(jìn)行再造粒結(jié)合納米調(diào)控技術(shù)，制備出物性參數(shù)可調(diào)控的等離子噴涂用高性能納米結(jié)構(gòu)T′-8YSZ球形喂料。此外，通過納米再造粒方法也成功制備出納米結(jié)構(gòu)La2(Zr0.75Ce0.25)2O7球形喂料。將上述合成的納米球形喂料通過等離子噴涂方法，制備出的納米結(jié)構(gòu)高溫/超高溫?zé)嵴贤繉?，有望?yīng)用于新一代發(fā)動機(jī)等高端裝備。

相關(guān)的研究成果發(fā)表在Applied Surface Science、Journal of the European Ceramic Society、Ceramics International、Journal of Alloys and Comounds、Nanomaterials等材料權(quán)威期刊上，累計影響因子超過50。該研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、廣東省科學(xué)院創(chuàng)新能力建設(shè)專項、廣東省自然科學(xué)基金等項目支持。

（省新材料所 周飛飛/供稿）

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[1] https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.11.073
[2] https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.144585
[3] https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.144400
[4] https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.08.117
[5] https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.03.150
[6] https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.02.247
[7] https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.09.297
[8] https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.11.093
[9] https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.08.040