【摘 要】
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随着现代航空发动机向着高涡轮进口温度、高推重比，高流量比的方向发展，YSZ涂层的使用温度长期被限制在1200℃以下，越来越难以满足现代航空发动机热端部件的更高热防护温度要求。人们努力寻求新型热障涂层材料来替代YSZ。以Ce(NO3)3·6H2O、La2O3、Sm2O3及ZrOC12·8H2O粉末为原料,采用化学共沉淀法和喷雾干燥法制备了Sm2Zr2O7和(La0.5Sm0.5)2(Zr0.3Ce0
【机 构】
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中国建筑材料科学研究总院,北京100024 北京机电工程研究所,北京100074
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随着现代航空发动机向着高涡轮进口温度、高推重比，高流量比的方向发展，YSZ涂层的使用温度长期被限制在1200℃以下，越来越难以满足现代航空发动机热端部件的更高热防护温度要求。人们努力寻求新型热障涂层材料来替代YSZ。以Ce(NO3)3·6H2O、La2O3、Sm2O3及ZrOC12·8H2O粉末为原料,采用化学共沉淀法和喷雾干燥法制备了Sm2Zr2O7和(La0.5Sm0.5)2(Zr0.3Ce0.7)2O7团聚体粉末.采用大气等离子喷涂制备了Sm2Zr2O7、(La0.5 Sm0.5)2(Zr0.3Ce0.7)2O7和YSZ涂层.利用扫描电镜(SEM)和激光脉冲法分别研究了涂层的微观组织结构、块体材料的热导率;利用圆管法测试了涂层的隔热性能.结果表明,制备得到的Sm2Zr2O7和(La0.5 Sm0.5)2(Zr0.3 Ce0.7)2O7粉末为规则实心球体,球体表面光滑且致密,该种粉末具有较好的大气等离子喷涂适应性:当环境温度为1000℃,冷却气体流量为3 m3/h,涂层厚度为0.3 mm时,涂层的隔热效果按照降序排列为(La0.5 Sm0.5)2(Zr0.3Ce0.7)2O7、Sm2Zr2O7、YSZ,掺杂Ce4+和La3+使SZO材料的热导率降低了19.1％,相应涂层的隔热效果提高了10.3％.另外,涂层隔热效果随着涂层厚度和冷却气体流量的增加均呈增加趋势,与冷却气体流量相比,涂层厚度对隔热效果的影响更为显著.
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