高熵铁弹性稀土钽酸盐热障涂层材料:(Y_(0.2)Dy_(0.2)Sm_(0.2)Yb_(0.2)Er_(0.2))TaO_(4)

摘要

热障涂层的作用在于为先进航空发动机热端部件提供热防护,保障其在高温环境中安全服役。低热导率和高断裂韧性一直是新型热障涂层材料选择的关键性能指标。本工作通过固相反应合成了一种性能优异的高熵稀土钽酸盐陶瓷(Y_(0.2)Dy_(0.2)Sm_(0.2)Yb_(0.2)Er_(0.2))TaO_(4)((5RE_(0.2))TaO_(4))。结果表明:(5RE_(0.2))TaO_(4)具有较低的热导率(1.68 W·m^(-1)·K^(-1)@900℃)和较高的热膨胀系数(10.0×10^(-6) K^(-1)@1200℃)。此外,由于独特的铁弹增韧效应,(5RE_(0.2))TaO_(4)具有较高的断裂韧性(2.6 MPa·m^(1/2))和较低的脆性指数(2.1μm^(-1/2))。鉴于高熵稀土钽酸盐陶瓷优异的综合性能,(5RE_(0.2))TaO_(4)在热障涂层材料领域具有良好的应用前景。