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總編：吳炎平

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中國建材總院在高熵氧化物陶瓷方面取得新進(jìn)展

所屬分類：行業(yè)動(dòng)態(tài)

2024-08-12

中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司所屬國檢集團(tuán)研究團(tuán)隊(duì)在《Ceramics Internatioal》發(fā)表了題為《高熵氧化物陶瓷的合成、微觀結(jié)構(gòu)和熱物理性能》的論文。

隨著航空航天技術(shù)的快速發(fā)展，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片及其它熱端部件面臨著更加苛刻的極端環(huán)境，提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的耐高溫氧化能力是目前亟待解決的問題。而針對航空航天用的熱端部件在高溫、腐蝕等極端環(huán)境下的嚴(yán)苛需求，涂敷高溫涂層是一種有效的解決方案，這不僅能顯著提升其工作溫度上限，還能增強(qiáng)其抗環(huán)境侵蝕的能力。

迄今為止，應(yīng)用最廣、最成熟的熱障涂層是以氧化釔(質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%~8%)部分穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)陶瓷層為面層，MCrAIY合金層為粘接層的雙層結(jié)構(gòu)熱障涂層體系，但是它在高溫環(huán)境服役過程中存在晶型轉(zhuǎn)變、應(yīng)變失配等諸多問題。因此，探索出熱穩(wěn)定性能優(yōu)、隔熱性能好、抗腐蝕能力強(qiáng)的新型涂層材料對于航空航天技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

為此，國檢集團(tuán)萬德田團(tuán)隊(duì)探討了高熵稀土鋯酸鹽陶瓷的致密化合成及微觀結(jié)構(gòu)和熱物理性能，探索其在熱障涂層領(lǐng)域的應(yīng)用前景，取得的研究成果如下。

研究成果：

1.采用冷等靜壓結(jié)合無壓燒結(jié)法合成了致密度為93.7%RD的致密高熵氧化物陶瓷，XRD、SEM和EDS Mapping結(jié)果表明，合成樣品為單相燒綠石型結(jié)構(gòu)，元素分布均勻，沒有明顯的偏析現(xiàn)象。

2.高熵氧化物陶瓷的本征硬度為7.9 GPa，抗彎強(qiáng)度為178 MPa。從室溫到 1200 ℃測得的彈性模量和剪切模量與溫度呈負(fù)相關(guān)，分別從25 ℃時(shí)的148.05 GPa和 56.68 GPa降至1200 ℃時(shí)的117.44 GPa和44.63 GPa。

3.基于高熵效應(yīng)，高熵氧化物陶瓷具有優(yōu)異的隔熱性能。在25 °C時(shí)，熱導(dǎo)率、熱容和熱擴(kuò)散系數(shù)分別為0.938 W/mK、0.298 J/gK和0.005 cm³/s，而當(dāng)溫度為1200 °C時(shí)，相應(yīng)值分別為1.992 W/mK、0.828 J/gK和0.0041 cm³/s。

4.高熵氧化物陶瓷的熱膨脹系數(shù)為11.0×10-6K-1，與鎳基超耐熱合金的熱膨脹系數(shù)相近，是TBC領(lǐng)域的理想候選材料。

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：

本研究采用冷等靜壓結(jié)合無壓燒結(jié)法合成出致密度為93.7%RD的高熵氧化物陶瓷。對其微觀結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)表征，探索出其本征硬度為7.9 GPa，抗彎強(qiáng)度為187.9 MPa。此外，彈性模量和剪切模量分別從25℃ 時(shí)的148.05 GPa和 56.68 GPa下降到1200 ℃時(shí)的117.44 GPa和44.63 GPa。在25-1200℃溫度范圍內(nèi)，熱擴(kuò)散系數(shù)從0.0053 cm³/s 降至0.0041cm³/s，熱膨脹系數(shù)為11.0×10-6K-1。高熵氧化物陶瓷優(yōu)異的隔熱性能及其與鎳基超合金相似的熱膨脹系數(shù)表明，該材料在隔熱涂層領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

來源：中國建材信息總網(wǎng)

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河北省近日發(fā)布關(guān)于進(jìn)一步鼓勵(lì)和支持重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)環(huán)保績效創(chuàng)A的若干措施，進(jìn)一步激發(fā)行業(yè)企業(yè)內(nèi)生動(dòng)力，扎實(shí)推進(jìn)重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)環(huán)?？冃?chuàng)A，以高水平保護(hù)服務(wù)高質(zhì)量發(fā)展。

2024

01-19

湖北遼寧兩省部署2024年水泥行業(yè)錯(cuò)峰生產(chǎn)工作

湖北省經(jīng)濟(jì)和信息化廳、省生態(tài)環(huán)境廳近日聯(lián)合發(fā)布關(guān)于切實(shí)做好2024年水泥行業(yè)常態(tài)化錯(cuò)峰生產(chǎn)工作的通知。通知要求，所有水泥熟料生產(chǎn)線都應(yīng)嚴(yán)格按照批復(fù)產(chǎn)能組織生產(chǎn)并進(jìn)行錯(cuò)峰生產(chǎn)，錯(cuò)峰生產(chǎn)最低天數(shù)不得少于40天。

2024

01-19

西藏自治區(qū)綠色建材認(rèn)證產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)零的突破

近期，西藏自治區(qū)經(jīng)濟(jì)和信息化廳印發(fā)《西藏自治區(qū)綠色建材生產(chǎn)骨干企業(yè)培育認(rèn)定管理暫行辦法》，認(rèn)定4家企業(yè)為綠色建材生產(chǎn)骨干企業(yè)。同時(shí)，積極開展綠色建材認(rèn)證，5家企業(yè)的6種產(chǎn)品獲得綠色建材產(chǎn)品認(rèn)證，綠色建材認(rèn)證產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)零的突破。