导语：要想使航空发动机获得更大的推重比，就必须提高发动机涡轮前的进口温度，因此对航空发动机燃烧室、涡轮叶片等热端部件的抗高温能力的要求相应提高。在基体合金表面涂覆热障涂层是有效提升其抗高温能力的途径之一 。昆明理工大学材料科学与工程学院冯晶教授的团队目前正在研究一种新型陶瓷热障涂层材料，有望使我国的热障涂层技术在国际上产生跨越式、领跑式的发展。

但是，涂层是一种非常复杂的工程，虽然已经开始应用，但是我们的经验不足，所以导致我国航空发动机的质量和寿命还比不上国际一流的发动机产品，我们的技术还不够成熟。美国的GE、英国的劳斯莱斯、日本三菱和德国的西门子是国际上涂层研究领域的领头羊，他们在30 年前就基本完成了材料的研制，又在这30 年间积累了大量的经验。而目前我国一些涂层材料刚刚研制成功并投入应用，要达到成熟的水平还需要时间和产品应用的经验积累，并不断完善。

稀土原材料

另外，稀土钽酸盐材料比氧化锆材料质地柔软，可以承受更多的应力，所以高温下的热应力比氧化锆低很多，这使它的寿命在热循环中远远高于氧化锆，同时，在工况容许的情况下，同等应力状态稀土钽酸盐还可以制备更厚的热障涂层，这样就能达到更大的温度梯度。

新型稀土钽酸盐陶瓷热障涂层材料目前世界范围内只有一个研究团队，就是我的团队。在我们之前，国内没有任何一个团队关注稀土钽酸盐，从材料发现到基本性质确定到最后应用，整个材料体系是由我的团队建立的，我们在这个领域已经发了几十篇研究论文，也申请了几十个发明专利。在新型稀土钽酸盐陶瓷涂层领域，我们国家拥有自主知识产权，目前国际上没有该材料应用的任何报道，国内也是刚刚开始应用，主要是在航天设备上的高温隔热及一些装备上的试用，在航空领域，我们也在积极与北京航空航天大学、航空工业下属的研究院所展开联合攻关，如果把这种优秀的材料成功地应用到航空航天领域，我认为我们国家的热障涂层技术在国际上会产生跨越式、领跑式的发展。

热障涂层材料与3D 打印技术的相互结合，比如在制作粘结层合金过程中，3D 打印技术就非常适用，在今年启动了云南省稀贵金属材料基因工程，其中一项重要工作就是热障涂层的粘结层部分由稀贵金属材料来制作，主要的方式就是通过3D 打印/ 激光成形的方法在基体材料表面制备一层稀贵金属材料，这样就能实现耐高温、抗氧化的性能。云南稀贵金属材料基因工程的一大功能就是服务于我国航空航天领域，研发新型合金材料。

现在的合金成分越来越复杂，甚至有了8 元、10 元系的合金，人已经无法完成工作量如此巨大的试验工作，但是通过材料基因工程，我们就会很容易发现和研制出新的粘结层合金材料，可以整体实现热障涂层对于航空发动机技术进步的推动作用。

稀贵金属材料基因工程的重要性还体现在，一方面大大减轻我们材料科学家的工作量，借助这个高性能计算工具能够实现成百上千甚至上百万的材料组分和合金材料的设计，以及性能预测；另一方面，通过这个项目不仅可以大大加快材料的研发速度，而且在这个过程中会大量节约研发成本，我们当前的目标是达到双减一半，即研发时间缩短一半，研发成本降低一半，使人力物力都降一半。从项目实施的过程来看，我觉得未来减少的可能远不止这个数，因为它不仅可以设计稀贵金属材料，还可以设计其他高温材料。

来源:智谷趋势