题目：锆酸钆陶瓷材料高温热性能研究

热障涂层(Thermal Barrier Coatings)与高温合金材料、高效气冷技术并重为先进航空发动机叶片技术的三大关键技术。第一代热障涂层陶瓷材料氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)在1200°C以上长期使用会产生烧结、相变等问题。为满足高推重比航空发动机超高温、高隔热、长寿命的要求，急需要研发出新型热障涂层陶瓷层材料。针对以上要求，本文制备了具有烧绿石结构的Gd2Zr2O7热障涂层陶瓷层材料，并对其热物理性能和涂层寿命进行了系统的研究。采用固相合成制备了烧绿石结构的Gd2Zr2O7陶瓷材料。研究发现，Gd2Zr2O7粉末材料在室温到1500°C范围内具有良好的相稳定性，相稳定区间比8YSZ提高250°C以上；Gd2Zr2O7块材的热膨胀系数在100~1500°C范围内介于8.8~11.0×10-6°C-1之间，与8YSZ接近；在1000~1400°C高温区间，热导率约为1.0Wm-1K-1，比8YSZ低一半左右。采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)方法制备出Gd2Zr2O7/8YSZ双陶瓷层结构热障涂层，涂层呈典型的柱状晶结构，其中Gd2Zr2O7陶瓷层化学成分符合化学计量比，为烧绿石结构。采用高温燃气模拟装置研究了Gd2Zr2O7/8YSZ热障涂层的高温服役寿命。在涂层表面温度为1200±50°C、保温5min后经90s冷却室温条件下，Gd2Zr2O7/8YSZ双陶瓷层热障涂层经201次循环后剥落失效，非常接近8YSZ涂层的233次热循环次数，显示出优良的抗热震性能。