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《科技日報》:先進熱障塗層材料可耐1600攝氏度超高溫
发布时间:2021-04-06 14:02

科技日報昆明42日電(記者趙漢斌)記者42日從昆明理工大學了解到,該校研究團隊新近在超高溫钽酸鹽熱障塗層技術領域取得重要突破,將先進熱障塗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,使我國的熱障塗層技術在國際上達到領先水平。

據金屬先進凝固成形及裝備技術國家地方聯合工程實驗室塗層材料設計與應用團隊塗層團隊負責人介紹,熱障塗層材料作爲航空發動機及燃氣輪機高溫部件的熱防護塗層,可改善高溫部件的服役條件,延長服役壽命,節約燃料。目前使用最多的熱障塗層材料氧化锆基材料在達到1200攝氏度左右的高溫時將會發生相變,導致塗層脫落失效,使用壽命會呈指數級下降。隨著航空發動機及燃氣輪機的技術不斷發展和使用要求的不斷提高,未來航空發動機的工作溫度可能達到2000攝氏度。

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

經過持續探索和驗證,該團隊充分利用了我國在稀土方面的資源優勢,成功研發了新型稀土钽酸鹽高溫鐵彈相變增韌陶瓷材料,建立了一套從材料發現、基本性質確定到最後應用的完整材料體系,申請超過100項國家發明專利及4項國際發明專利。同時使我國在新型稀土钽酸鹽陶瓷塗層領域擁有自主知識産權。

研究成果“1400-1600℃超高溫稀土钽酸鹽熱障塗層材料及其制備技術”是世界上目前唯一能在1400-1600℃長期穩定工作的超高溫熱障塗層。在本領域具有明顯優勢,全球文獻占比達到82.3%,發明專利占比超過90%。目前,該技術已與陝西天璇塗層科技有限公司等企業合作進行工業化生産,産品供應國內多個大中型研究單位或應用單位,由于該材料優異的綜合性能,未來將廣泛應用于航空、航海等國民經濟重要領域。

據悉,這個團隊近年來已發表378篇有影響力的研究論文,被國際同行引用5400余次;申請國家發明專利200余項,國際PCT發明專利8項。他們還承擔了20余項國家重點研發計劃、國家自然科學基金重大研究計劃。