周克崧院士領(lǐng)導(dǎo)的省科學(xué)院新材料所高溫防護(hù)涂層研究團(tuán)隊，圍繞十余項重大高溫防護(hù)涂層相關(guān)項目，系統(tǒng)開展了等離子噴涂-物理氣相沉積(PS-PVD)第三代熱障涂層沉積機(jī)理研究；首次提出了鍍鋁表面改性技術(shù)用于進(jìn)一步提高熱障涂層綜合性能。  

　　張小鋒博士(第一作者)、鄧子謙博士(共同第一)以及李洪博士(共同第一)等人，經(jīng)過長達(dá)5年的合作，全面揭示了PS-PVD熱障涂層沉積過程中羽毛柱狀結(jié)構(gòu)形成所存在的內(nèi)在科學(xué)問題；闡明了涂層最小組成單元形核、長大過程；系統(tǒng)研究了模擬環(huán)境下熱障涂層的失效機(jī)制。通過采用新型的鍍鋁表面改性新技術(shù)，顯著提高了熱障涂層熱循環(huán)性能、高溫氧化性能以及燃?xì)飧g性能、彎曲性能等，其性能超過傳統(tǒng)大氣等離子噴涂、電子束-物理氣相沉積等熱障涂層，被審稿專家評價為“This manuscript is an innovative work with ingenious coating design and sufficient experimental data”（譯：該研究具備獨(dú)創(chuàng)涂層設(shè)計與詳實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，是一項重大創(chuàng)新成果）。 

　　上述研究進(jìn)展于近期發(fā)表在材料腐蝕領(lǐng)域的頂級期刊、Nature合作期刊《NPJ Materials Degradation》(https://doi.org/10.1038/s41529-020-00134-5)，該期刊每個月報道2-4篇在材料腐蝕領(lǐng)域的創(chuàng)新性研究論文。相關(guān)工作得到了廣東省科學(xué)院百名青年項目(2020GDASYL–20200104030)、國家自然科學(xué)基金(51801034)以及廣東省特支創(chuàng)新團(tuán)隊(2019BT02C629)等項目資助。 

圖1 熱障涂層及制備技術(shù)的研究進(jìn)展 

　　圖2 熱障涂層鍍鋁表面改性過程 

　　圖3 鍍鋁表面改性熱障涂層與傳統(tǒng)涂層性能對比 

　　(省科學(xué)院新材料所 鄧春明/供稿)