第十五届全国表面工程大会

随着航空发动机涡轮进口温度（TIT）的不断提高，辐射热传导成为影响其热端部件热防护的又一主要问题。目前应用最广泛的热障涂层（TBC）氧化钇部分稳定氧化锆（8YSZ）在高温下热辐射特性是半透明的，对热辐射几乎起不到任何的屏蔽作用。本研究通过理论计算和实验验证相结合，研究了Yb和Hf共掺杂Gd₂Zr₂O₇材料（GYZHO）的热辐射特性。结果表明，GYZHO材料的光学性能和辐射传热与其电子结构、相结构等有关，可通过A、B位Yb和Hf的掺杂浓度来调节，3GYZHO材料在0.2-2.5 μm波段具有更高的光谱反射率，较低的光谱透射率。在波长为1.5 μm时，3GYZHO材料光谱反射率为81.4%，较GZO提高10.6%，光谱透射率为3.9%，较GZO降低6%，高温下辐射热导最低。采用等离子物理气相沉积（PS-PVD）工艺制备3GYZHO涂层，在波长为1.5 μm时涂层光谱反射率为88.6%，光谱透射率为9.2%，涂层在室温~1200 ℃温度范围内涂层热导率仅为0.697-0.840 W/(m·K)。
 

热障涂层，辐射传热，第一性原理，光学性质，PS-PVD