先進(jìn)熱障涂層材料可耐1600攝氏度超高溫

時(shí)間:2021-04-02     來(lái)源:科技日報

科技日報昆明4月2日電(記者 趙漢斌)記者4月2日從昆明理工大學(xué)了解到,該校研究團隊新近在超高溫鉭酸鹽熱障涂層技術(shù)領(lǐng)域取得重要突破,將先進(jìn)熱障涂層材料最高使用溫度提高至1400攝氏度,且最高可達1600攝氏度,將隔熱降溫梯度提高100攝氏度至500攝氏度,使我國的熱障涂層技術(shù)在國際上達到領(lǐng)先水平。

據金屬先進(jìn)凝固成形及裝備技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗室涂層材料設計與應用團隊涂層團隊負責人介紹,熱障涂層材料作為航空發(fā)動(dòng)機及燃氣輪機高溫部件的熱防護涂層,可改善高溫部件的服役條件,延長(cháng)服役壽命,節約燃料。目前使用最多的熱障涂層材料氧化鋯基材料在達到1200攝氏度左右的高溫時(shí)將會(huì )發(fā)生相變,導致涂層脫落失效,使用壽命會(huì )呈指數級下降。隨著(zhù)航空發(fā)動(dòng)機及燃氣輪機的技術(shù)不斷發(fā)展和使用要求的不斷提高,未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機的工作溫度可能達到2000攝氏度。

昆明理工大學(xué)近年與美國哈佛大學(xué)、賓州州立大學(xué)、南佛羅里達大學(xué),德國亞琛工業(yè)大學(xué)、于利希研究中心,國內中科院、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京科技大學(xué)等機構合作,組建全球領(lǐng)先的超高溫熱防護材料研究團隊。

經(jīng)過(guò)持續探索和驗證,該團隊充分利用了我國在稀土方面的資源優(yōu)勢,成功研發(fā)了新型稀土鉭酸鹽高溫鐵彈相變增韌陶瓷材料,建立了一套從材料發(fā)現、基本性質(zhì)確定到最后應用的完整材料體系,申請超過(guò)100項國家發(fā)明專(zhuān)利及4項國際發(fā)明專(zhuān)利。同時(shí)使我國在新型稀土鉭酸鹽陶瓷涂層領(lǐng)域擁有自主知識產(chǎn)權。

研究成果“1400-1600℃超高溫稀土鉭酸鹽熱障涂層材料及其制備技術(shù)”是世界上目前唯一能在1400-1600℃長(cháng)期穩定工作的超高溫熱障涂層。在本領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢,全球文獻占比達到82.3%,發(fā)明專(zhuān)利占比超過(guò)90%。目前,該技術(shù)已與陜西天璇涂層科技有限公司等企業(yè)合作進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn),產(chǎn)品供應國內多個(gè)大中型研究單位或應用單位,由于該材料優(yōu)異的綜合性能,未來(lái)將廣泛應用于航空、航海等國民經(jīng)濟重要領(lǐng)域。

據悉,這個(gè)團隊近年來(lái)已發(fā)表378篇有影響力的研究論文,被國際同行引用5400余次;申請國家發(fā)明專(zhuān)利200余項,國際PCT發(fā)明專(zhuān)利8項。他們還承擔了20余項國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金重大研究計劃。

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