在先進航空發動機中，熱障涂層技術被列為與高溫結構材料、高效氣冷并重的先進航空發動機渦輪葉片的３大關鍵技術。它利用耐高溫和低導熱的陶瓷材料與金屬復合，可有效降低高溫環境下金屬的表面溫度，從而大幅度延長金屬部件的工作壽命。

熱障涂層使用的陶瓷材料需要具有熱膨脹系數與基體材料相匹配以及抗高溫腐蝕、低熱導率、相穩定等特點。目前，常用的熱障涂層陶瓷材料主要有Al2O3、SiO2、ZrO2，其中ZrO2具有高熔點和低熱導率，且熱膨脹系數接近金屬材料，被廣泛用作熱障涂層的陶瓷材料。

但是在高溫下ZrO2具有同素異晶轉變，相變使體積變化從而易使涂層開裂或剝落。為了抑制ZrO2在高溫下的同素異晶轉變，通常采用MgO、Y2O3等穩定劑實現ZrO2的部分穩定。不過近年來，稀土氧化物材料A2B2O7（A=La、Nd、Sm、Gd、Dy、Er、Yb等稀土元素，B=Zr、Ce等）也開始獲得關注——有數據表明，稀土氧化物材料在700℃~1200℃之間的導熱系數為1.1~1.7W·m-1·K-1，高溫下的物相和化學組分更穩定，當作為填料時，不僅能有效提升熱障涂層的耐溫性能、比強度，而且熱導率顯著下降。

因此為了發掘這種大有前景的材料的更多潛力，許多科研機構開始對其進行了深入研究，上海交通大學正是其中之一。在9月18-20日于西安舉辦的“2019年全國氧化鋯陶瓷制備與精細加工技術交流會”上，來自上海交通大學的郭芳威博士將發表題為《新型層級結構高溫/超高溫陶瓷涂層粉體制備及其高溫應用》的報告。而報告的主角，正是由上交大的研發團隊開發的新型熱障涂層及其重要組成部分——靜電微噴稀土氧化物微球。

據介紹，這種稀土氧化物微球具有納米/微米仿生多孔結構，不僅成分和微結構可調控，還具有稀土元素優點，徹底顛覆了核殼結構思路，突破了密度-功能線性相關的物理規律，具有極高的附加價值，目前已運用在CZ-F6箭體防熱耐振涂層（航天八院合作）及核島高壓水管道綠色絕熱保溫涂層（中廣核合作）中，并取得非常出色的效果。

須知，在我國熱噴涂涂層有著巨大發展空間，但目前為止，噴涂粉末這一塊的市場對進口的依賴極大，多達25億/年而且還在持續增加。作為具備稀土資源優勢的國家，在該領域我們無疑是具備發展優勢的。如果您想對此做進一步的了解，就請千萬不要錯過這次氧化鋯會議了，畢竟機不可失，時不待人！

關于報告人

郭芳威博士

郭芳威博士，副教授，畢業于曼徹斯特大學，從事飛行器表面熱防護涂層和超高溫結構陶瓷材料研究。主持國防和軍工項目10余項；參與國家自然科學基金和軍工項目4項。近五年在陶瓷領域國際知名期刊發表文章36篇（21篇SCI一區論文），包括Actamaterialia, Scripta Materialia, Carbon,美國陶瓷等，影響因子大于4.0的文章10篇，2次入選陶瓷領域權威期刊美國陶瓷協會會刊封面文章。以第一發明人獲得授權中國/國際PCT專利10余項，主持編寫我國航天防熱涂層材料標準2份，相關研究成果經已在我國航空、航天和核能行業廣泛應用，靜電微噴陶瓷粉體技術被“中國核能行業協會”鑒定為：國際/國內首創。入選2018年晨星學者計劃，入選2018年度舟山市人才計劃，2018年中國高等學校十大科技進展提名。