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热障涂层(TBCs)是先进航空发动机高压涡轮叶片的三大关键技术之一.随着航空发动机向着高推重比发展,涡轮叶片工作温度和服役寿命大幅度提高,由YSZ 陶瓷隔热层和MCrAlY(M：Ni,Co)金属粘结层组成的第一代热障涂层已经不能满足需求.近年来,北京航空航天大学针对高性能航空发动机开展了新一代超高温、高隔热、长寿命热障涂层的研究,研制出了改性La2Ce2O7(LC)、多元稀土氧化物Gd2O3、Yb2O3 共掺杂YSZ(GYb-YSZ)、LaTi2Al9O19(LTA)、改性Gd2Zr2O7 等新型超高温陶瓷隔热层材料,研制出了适用于先进单晶高温合金的微量活性元素改性的新型金属粘结层RuNiAlHfDy.采用Ta2O5 掺杂克服了LC 在中低温热膨胀系数突然下降的问题,LC 热障涂层在室温～1600℃长期保持相稳定,热导率仅为YSZ的1/3 左右,设计的LC/YSZ双陶瓷层结构热障涂层在1300℃高温燃气热冲击条件下寿命达到2000 次以上.研制的RuNiAlHfDy 金属粘结层在1200℃经过100h 高温氧化后,氧化增重低于0.9mg/cm2,抗氧化能力达到完全抗氧化级,并且与单晶高温合金保持了良好的界面匹配性,有效抑制了二次反应区(SRZ)以及针状TCP 相等有害析出相的形成,采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备的LC/YSZ/RuNiAlHfDy 热障涂层在1300℃高温下形成了“氧化物钉扎型”的自适应界面,显著提高了热障涂层的界面结合.GYb-YSZ 的热导率比YSZ 降低40％左右,在室温～1350℃保持长期相稳定,EB-PVD 制备的GYb-YSZ 热障涂层为新型的树枝晶结构,热导率比常规柱状晶涂层降低10％以上,GYb-YSZ 热障涂层在涂层表面温度为～1200℃的高温燃气热冲击条件下,寿命达到15000 次左右.