我校化学化工学院王进双博士 2019 年获批国家自然科学基金青年项目:多元掺杂 ZrO2 热障涂层的相稳定机制研究及性能调控,项目编号:51902279近年来,开发具有高温相稳定性的铁弹体材料成为国内外关注研究的热点.目前,尽管国内外对非相变四方相(T相)结构ZrO2 体系的研究取得了一定的进展,但是还存在一些不足.例如,国内外对于T相结构 ZrO2 体系的研究主要集中在热物理性能研究,而缺乏晶体结构缺陷对材料性能影响的系统研究.实际上,掺杂体系的ZrO2 结构缺陷,包括氧空位、晶格畸变、掺杂离子的分布,对ZrO2 相稳定性及热物理性能起决定性作用.另外,该体系材料的断裂韧性与 T相结构的四方度有关,但是不同的掺杂离子对于四方度及材料力学性能的影响和作用机制尚不清晰.此外,目前的工作主要集中于陶瓷块体的研究,由于种种不确定因素,都会造成制备的陶瓷涂层与陶瓷体材料的某些性能存在差异.因此,考察一些热障涂层候选材料时,在体材料研究的基础上,将其制备成涂层再次评估其性能是非常有必要的.该项目以稀土复合氧化物为研究对象,研究多元掺杂ZrO2 热障涂层的相稳定机制;研究低温老化及稳定剂的扩散过程;研究晶粒的内应力以及铁弹畴的大小和分布.拟采用大气等离子喷涂系统将候选材料制备成涂层,通过高温自动热循环仪模拟TBC的实际服役环境,研究稀土复合氧化物涂层的热循环失效行为.在此基础上,重新进行材料成分设计及涂层的组织结构调控,提高TBC的耐热温度、延长其服役寿命.该项目将为新型高温热障涂层材料的选择、成分设计、性能评估和寿命预测提供一定的理论依据和科学指导我校化学化工学院王进双博士 2019 年获批国家自然科学基金青年项目:多元掺杂 ZrO2 热障涂层的相稳定机制研究及性能调控,项目编号:51902279近年来,开发具有高温相稳定性的铁弹体材料成为国内外关注研究的热点.目前,尽管国内外对非相变四方相(T相)结构ZrO2 体系的研究取得了一定的进展,但是还存在一些不足.例如,国内外对于T相结构 ZrO2 体系的研究主要集中在热物理性能研究,而缺乏晶体结构缺陷对材料性能影响的系统研究.实际上,掺杂体系的ZrO2 结构缺陷,包括氧空位、晶格畸变、掺杂离子的分布,对ZrO2 相稳定性及热物理性能起决定性作用.另外,该体系材料的断裂韧性与 T相结构的四方度有关,但是不同的掺杂离子对于四方度及材料力学性能的影响和作用机制尚不清晰.此外,目前的工作主要集中于陶瓷块体的研究,由于种种不确定因素,都会造成制备的陶瓷涂层与陶瓷体材料的某些性能存在差异.因此,考察一些热障涂层候选材料时,在体材料研究的基础上,将其制备成涂层再次评估其性能是非常有必要的.该项目以稀土复合氧化物为研究对象,研究多元掺杂ZrO2 热障涂层的相稳定机制;研究低温老化及稳定剂的扩散过程;研究晶粒的内应力以及铁弹畴的大小和分布.拟采用大气等离子喷涂系统将候选材料制备成涂层,通过高温自动热循环仪模拟TBC的实际服役环境,研究稀土复合氧化物涂层的热循环失效行为.在此基础上,重新进行材料成分设计及涂层的组织结构调控,提高TBC的耐热温度、延长其服役寿命.该项目将为新型高温热障涂层材料的选择、成分设计、性能评估和寿命预测提供一定的理论依据和科学指导.