题目：层状钙钛矿BaLn2Ti3O10热障涂层材料及其热物理性能研究

热障涂层是一种用于降低航空发动机热端部件表面工作温度、有效地延长热端部件使用寿命的高温热防护涂层。第一代热障涂层材料氧化钇稳定的氧化锆（简称YSZ）的使用温度一般不超过1250°C，难以满足新一代航空发动机高燃气涡轮进口温度的要求，研制和开发耐超高温（1250°C）、低导热的新一代热障涂层材料是目前国际上热障涂层研究领域的研究热点。 本文采用BaCO3、TiO2、Ln2O3（Ln：La、Nd、Sm）混合粉末在1500℃高温固相反应合成制备出了一种新型钙钛矿结构陶瓷材料BaLn2Ti3O10（简称BLT，Ln：Sm，Nd，La）。通过X-射线衍射（XRD）、高分辨透射电镜（HR-TEM）、扫描电镜（SEM）、高温差热分析仪（DSC）、激光热导仪等分析手段研究了BLT的结构特性、高温稳定性和热物理性能。 BaLn2Ti3O10晶体为层状、长周期调制结构，且具有明显的热膨胀各向异性。经烧结制备的BaLn2Ti3O10块体材料呈片层状结构，片层厚度方向取向为[001]，且沿[001]方向具有强烈的择优取向，烧结期间应力对晶粒形貌无显著影响。 经热压或无应力烧结的BaLn2Ti3O10块体材料具有良好的高温稳定性能。在BaSm2Ti3O10、BaNd2Ti3O10和BaLa2Ti3O10三种材料中，BaLa2Ti3O10从室温加热至1400℃没有发生相变，而且在1500℃经过110小时长时间热处理后BaLa2Ti3O10没有发生分解，显示了优异的高温相稳定性。 同时，BaLn2Ti3O10块体材料经1500℃热处理110小时后晶粒无明显长大，表现出良好的抗高温烧结性能。 BaLn2Ti3O10具有优异的热物理性能。从室温至1200℃温度范围内，BaLn2Ti3O10块体的热膨胀系数为9×10-6 K-1~13×10-6 K-1（与YSZ接近），沿[001]方向热膨胀系数比非[001]方向高20%左右。从室温至1200℃温度范围内，BaLa2Ti3O10的热传导率在1.1~1.5 Wm−1K−1之间，1200℃的热传导率为1.2 Wm−1K−1，比8YSZ低50%左右。 综合以上性能特点，表明BaLa2Ti3O10是一种耐1400℃超高温、低导热、极有前途的新型热障涂层材料。