超音速噴涂新型熱障涂層的機能

新型低導熱率熱障涂層

為了改善熱障涂層的耐熱性，超音速噴涂必需降低熱導率。熱障涂層中的熱傳遞主要包括電子傳導、熱輻射和晶格聲子傳導，從而減少聲子均勻自由程、聲。亞速度或材料密度可以有效地減少晶格聲子的傳熱。材料的固出缺陷和摻雜會顯著增加外部缺陷散射，從而降低材料的導熱性。

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超音速火焰噴涂技術

1.改變涂層的化學成分

Z2O3摻雜ZrO2、各種鑭系元素（包括La，Gd，Er，Nd，Dy和Yb）分別摻雜或共摻雜ZrO2、過渡金屬元素（如Ni，Nb和Ta）和Hf摻雜ZrO2誘導晶格應變從而增加了晶格的非諧振動和聲子散射，從而降低了材料的導熱性。

2.改善涂層的晶體結構

燒綠石結構體系（A2B2X7）因為其近年來的低導熱性而成為新型熱障涂層中的熱點研究課題。例如，與YSZ比擬，稀土鋯酸鹽Ln2Zr2O7（Ln是稀土元素）燒綠石結構陶瓷涂層（例如Gd2Zr2O7，Sm2Zr2O7）具有更好的熱機能和良好的機械機能。當鑭系元素鋯酸鹽類似地構造時，它可以降低材料的導熱性，由于它可以形成固溶體。 La2Hf2O7的導熱率低于La2Zr2O7。另外，增加涂層的孔隙率也有助于降低涂層的導熱性。

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