《CMAS作用下一種LaPO4/YSZ熱障塗層高溫界面穩定性研究》是依託天津大學，由郭磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：CMAS作用下一種LaPO4/YSZ熱障塗層高溫界面穩定性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郭磊
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
熱障塗層是先進燃氣渦輪發動機的核心關鍵技術之一。在發動機服役環境下氧化釔部分穩定氧化鋯（YSZ）熱障塗層由於受到以CaO-MgO-Al2O3-SiO2（CMAS）為主的環境沉積物的侵蝕和損傷，發生早期剝落失效。CMAS防護的問題成為了目前熱障塗層領域的研究熱點和難點。申請者研究了多種陶瓷材料，近來發現LaPO4與CMAS高溫反應形成惰性結晶層，能夠有效阻止CMAS進一步滲入，是一種非常有前景的熱障塗層表面CMAS防護材料。本項目擬研究LaPO4/YSZ雙陶瓷層熱障塗層的結構設計、塗層製備科學以及CMAS環境下熱障塗層的高溫穩定性，提出LaPO4/YSZ熱障塗層的設計方法，掌握等離子噴塗塗層製備科學及成分精確控制技術，闡明CMAS作用下LaPO4/YSZ熱障塗層的界面匹配機制和熱防護機理，為研製出先進燃氣渦輪發動機長壽命熱障塗層提供理論支撐。
結題摘要
熱障塗層是先進燃氣渦輪發動機葉片的核心關鍵技術之一。目前最廣泛使用的是氧化釔部分穩定氧化鋯（YSZ）熱障塗層，但在服役過程中易受環境沉積物（主要成分為CaO-MgO-Al2O3-SiO2，簡稱CMAS）侵蝕而過早失效。CMAS防護的問題成為了目前熱障塗層領域的研究熱點和難點。本項目研發了一種抗CMAS腐蝕的納米結構LaPO4/YSZ雙陶瓷層熱障塗層，通過對塗層的結構設計以及製備科學、熱循環性能、高溫界面穩定性進行研究，掌握了LaPO4/YSZ熱障塗層的成分結構精確控制技術，闡明了塗層熱循環失效機理，明確了高溫下熔融CMAS在塗層內的滲入規律以及與塗層的熱化學反應機理，掌握了LaPO4/YSZ熱障塗層抗CMAS腐蝕機制，為研製出先進燃氣渦輪發動機長壽命熱障塗層提供理論支撐。
