Entwicklungstrend für hohe Entropie Seltene Erde Wärmebarrierenbeschichtungsmaterialien
Mit der zunehmenden Nachfrage nach Leistung in Luftfahrtmotoren, Gasturbinen, Raketenmotoren und Hyperschallflugzeugen ist die Entwicklung von hochtemperaturbeständigen, hohen Isolierungen und Langzeitbeschichtungen zu einem Forschungs-Hotspot im Bereich der thermischen Barriere mit hoher Temperaturen geworden Beschichtungen. Thermalbarrierebeschichtungen (TBCs) sind eine Schlüsseltechnologie für Hochdruckturbinenblätter, die Kernkomponente für fortschrittliche Gasturbinenmotoren. Das Materialdisationsschichtmaterial von TBCs, das erfolgreich in Luftfahrtmotoren und gemahlenen Gasturbinen angewendet wurde, ist Yttria -stabilisierte Zirkonia (YSZ). Aufgrund von Einschränkungen wie hoher Temperaturstabilität und thermischer Isolationsleistung kann YSZ die Entwicklungsanforderungen der nächsten Generation von Flugzeugmotoren nicht mehr erfüllen. Daher haben in den letzten zehn Jahren inländische und ausländische Forscher umfangreiche und eingehende Untersuchungen zu neuen Materialien für die thermische Barrierbeschichtung, Vorbereitungsprozesse, Leistungscharakterisierung und Leistungsvorhersage durchgeführt.
Die Wärmeleitbeschichtung ist eine Oberflächenschutztechnologie, die durch Beschichtung von Keramikmaterialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und guter Stabilität der Hochtemperaturphasen auf der Oberfläche von Flugzeugmotor-Turbinenblättern in Form von Beschichtungen entwickelt wurde, um die thermische Wirkungsgrad und das Schub zu verbessern zu Gewichtsverhältnis. Es hat die Eigenschaften eines hohen Schmelzpunkts, einer niedrigen thermischen Leitfähigkeit, der Stabilität der hohen Temperaturphasenstruktur und einer starken chemischen Stabilität. Das in Abbildung 1 gezeigte traditionelle und weit verbreitete thermische Barriere -Beschichtungssystem besteht hauptsächlich aus einer Keramikschicht auf der Oberfläche, einer thermisch angebauten Oxid (TGO), die durch Oxidationsreaktion erzeugt wird, und einer Bindungsschicht.
Abb.1 Schematische Diagramm der Wärmeleitbeschichtungsstruktur
Die keramischen Materialien mit hoher Entropie -Thermobarrierenbeschichtung basieren auf der Originalmaterialstruktur, wodurch ein lokales Design mit hoher Entropie an speziellen Atomstellen einführt, wodurch bestimmte Eigenschaften des Materials aufgrund der Konstruktion mit hoher Entropie verbessert werden und die Anforderungen der Verwendung thermischer Barrierbeschichtung besser entspricht.
Gegenwärtig basieren die Mehrheit der hohen Entropie -Konstruktionen in Keramikmaterialien mit hoher Entropie -Thermalbarrierenbeschichtung hauptsächlich auf Seltenerdelementen. Dies liegt daran, dass Lanthanidelemente die Eigenschaften kleiner Atomgrößenunterschiede und ähnlichen Eigenschaften aufweisen, die für die Bildung stabiler einphasiger solider Lösungen förderlicher sind und das Ziel erreicht, die umfassende Leistung von Materialien zu regulieren. Die Abnahme der thermischen Leitfähigkeit von Keramikmaterialien mit hoher Entropie -Thermalbarriereschicht ist ein erheblicher Trend, und die thermische Expansionsleistung und die Frakturzähigkeit können auch bis zu einem gewissen Grad kontrolliert werden. Um den Entwicklungsbedarf von Hochleistungs-Luftfahrtmotoren mit hohem Schub-Gewicht-Verhältnis und niedrigem Kraftstoffverbrauchsverhältnis für die nächste Generation gerecht zu werden, gibt es einen endlosen Strom von Kandidatenmaterialien für die thermische Barrier-Beschichtung Keramik der neuen Generation. Hohe Entropie -Zirkonate mit Seltenerd erd, hohe Entropie -Seltenerd -Tantalate und hohe Entropie -Seltenerdoxide sind mehrere repräsentative Materialien mit großem Potenzial für zukünftige neue Wärmebarrierbeschichtung Keramikschichten.
Die Forschungen zu Material für Keramikschichtmaterialien der thermischen Barrierbeschichtung konzentrieren sich hauptsächlich auf vier Aspekte: YSZ -Doping -Modifikation, A2B2O7 -Verbindungen, Perovskitstruktur und Keramikmaterialien mit hoher Entropie.
(1) YSZ -Doping -Modifikation
Gemäß der Art des Dotierungselements kann es in ein Element- und Mehrfach-Doping unterteilt werden, wie in Abb. 2 gezeigt. Ein einzelnes Element-Doping wird haupt . Als der ionische Radius von sc 3+ bis y 3+ steigt allmählich an, die Stabilität; Da der Radius von y 3+ zu la 3+ Ionen weiter zunimmt, nimmt die Stabilität ab. Darüber hinaus werden Elemente nicht seltener Erdelemente wie Al, HF, TA usw. als Doping -Stabilisatoren zur Modifikation verwendet.
Multi -Elemente -Co -Doping kann die Leistung von Keramikmaterialien verbessern, wie die Verbesserung der Phasenstabilität und die Sinternresistenz sowie die Verringerung der thermischen Leitfähigkeit. Daher ist Multi -Element -Co -Doping der Schwerpunkt der YSZ -Modifikationsforschung. Die Radiusgröße, die Preisspanne und der Inhalt dotierter Elementionen werden sich jedoch alle auf sie auswirken, und aufgrund der Einschränkungen des Materials selbst nähert sich die Doping seiner Grenze bei der Verbesserung seiner umfassenden Leistung.
(2) A2B2O7 -Verbindung
A2B2O7 (A=Seltenerdelemente wie La/Nd/Sm/Gd/Dy/er/yb, b=ce, zr usw.) Typ-Oxide haben eine starke Wärmewiderstand, gute hohe. Temperaturphasenstabilität und eine Vielzahl von A-, B- und O -Typen, die mehrere Optionen für Wärmeleitbeschichtungen bieten. Tabelle 2 zeigt die thermische Leitfähigkeit und den thermischen Expansionskoeffizienten verschiedener A2B2O7 -Strukturen. Im Vergleich zu YSZ ist es aufgrund der signifikanten Abnahme der thermischen Leitfähigkeit zu einem Hotspot für Forschung geworden. Die Anwendung ist jedoch durch die geringe Veränderung des thermischen Expansionskoeffizienten und die schlechte Übereinstimmungsleistung begrenzt.
Abb.2 Wärmeleitfähigkeit und thermische Expansionskoeffizient des Zirkonats Seltener Erden
(3) Perovskitstruktur
Perovskit strukturierte Materialien sind Abo3 (a {= la/ba/ca, b=sc, cr usw.) Typstrukturen, die hervorragende Eigenschaften wie stabile Leistung bei hohen Temperaturen und niedrige thermische Leitfähigkeit aufweisen, Sie machen sie potenzielle Kandidaten für neue Wärmebarrierenbeschichtungen. In ABO3 -Verbindungen ist die AO -Bindung schwächer als die BO -Bindung, und je näher die Fähigkeit von A- und B -Atomen, Elektronen anzuziehen, desto niedriger ist die theoretische Wärmeleitfähigkeit und desto besser der Widerstand gegen Schäden. Ejaz et al. zeigten, dass bei 1273 K der thermische Expansionskoeffizient von Cazro3 12,4 × {{1 0} k -1 beträgt, während der thermische Expansionskoeffizient von YSZ 1 {{3 0}}}}}}}}}}}}}} {{{{0 ist } .2 × 10-6 k -1. CAZRO3 hat einen höheren thermischen Expansionskoeffizienten, eine geringere thermische Leitfähigkeit und eine bessere Hochtemperaturphasenstabilität. Ma Bole et al. gemessen, dass die thermische Leitfähigkeit von SRZRO3 allmählich abnimmt und ihre thermische Stabilität zwischen 100 Stunden und 360 Stunden bei 1600 Grad gut ist, wie in Abbildung 3 gezeigt, indem sie seltene Erdelemente YB, Y usw. dotiert, eine zusammengesetzte Perowskitbeschichtung Bei säulenförmiger und poröser Struktur kann erhalten werden, was hohen thermischen Spannung und Spannung standhalten kann, die durch die Bildung von Sekundärphasen verursacht werden, wodurch die Lebensdauer der thermischen Zyklus der Beschichtung signifikant verbessert wird. Ma et al. Dotierte YB2O3 und Y2O3 in SRZRO3, um SR (ZR0.9Y0.05YB0.05) O2.95 zu erhalten, die eine gute Phasenstabilität von Raumtemperatur bis 1400 Grad und über 1450 Grad aufwies, und die thermische Leitfähigkeit um 30% gegenüber SRZRO3 über SRZRO3 abnahm der gesamte Temperaturbereich. Insgesamt ist die thermische Leitfähigkeit von ABO3 relativ niedrig, und strukturelle Veränderungen, die durch Dotierung verursacht werden, können auch die thermische Leitfähigkeit verringern.
Abb.3 Wärmeleitfähigkeit und thermische Diffusionskoeffizientenkurven der SRZRO3 -Beschichtung nach verschiedenen Wärmebehandlungszeiten bei 1600 Grad
4) Keramikmaterial mit hoher Entropie
Keramische Materialien mit hoher Entropie sind einphasige Keramiksysteme, die von Multi Principal-Element-Hoch-Entropie-Legierung entwickelt wurden. Normalerweise werden fünf oder mehr Metallionen in mehrkomponente feste Lösungen mit der gleichen Masse synthetisiert. Aufgrund seiner Zusammensetzungseigenschaften hat dieses Material vier Kerneffekte: thermodynamische hohe Entropie, Gitterverzerrung, verzögerte Diffusion und Leistung "Cocktail", wodurch es sehr starr, hart und niedrig an der thermischen Leitfähigkeit mit einer Vielzahl von Anwendungsaussichten ist. Das keramische Materialsystem mit hoher Entropie besteht hauptsächlich aus Seltenerdelementen, die aufgrund ihrer ähnlichen Eigenschaften leicht stabile einphasige solide Lösungen bilden und die Leistungsoptimierung erleichtern können. Die Forschung zu Keramikmaterialien mit hoher Entropie konzentriert sich hauptsächlich auf die folgenden sechs Kategorien: Seltenerd -Tantalate, Silikate, Aluminate, Zirkonium/Hafniumoxide, Phosphate und Oxide. Der Vergleich ihrer Leistungsparameter ist in Abbildung 4 dargestellt. Der Vergleich zeigt, dass Zirkonat die beste thermische Leitfähigkeit aufweist, während Aluminat das Schlimmste hat; In Bezug auf die Frakturschärfe haben hohe Entropie -Seltenerdoxide erhebliche Vorteile. Die meisten Keramikmaterialien mit hoher Entropie haben eine geringe thermische Leitfähigkeit, eine gute Hochtemperaturphasenstabilität und eine starke Sinterfestigkeit, aber es sind immer noch Verbesserungen erforderlich, um ihre jeweiligen Nachteile anzugehen.
Abb.4 Vergleich der Eigenschaften mehrerer Keramikmaterialien mit hoher Entropie
4.1 hohe Entropie Seltener Erde Tantalat
Tantal/Niobat hat die Vorteile eines hohen Schmelzpunkts, ferroelastischen Härtens usw. Daher gilt die hohe Entropie Seltenerd Tantalum/Niobat als vielversprechendes Material für die thermische Barrierebeschichtung und hat von Forschern weit verbreitet. Wang et al. Vorbereitete Hochentropie Seltener Erde Tantalate (y {{0}}. 2ce 0. 2SM 0. 2gd 0. 2dy 0. 2) tao4 (( (5RE 0. 2) tao4) und untersuchte seine Phasenstruktur, thermophysikalische und mechanische Eigenschaften. Die thermische Leitfähigkeit von (5RE 0. 2) TAO4 beträgt 1,2W · m -1 · k -1, was im gesamten Temperaturbereich niedriger als YSZ ist und die Frakturstärke höher als 8YSZ (3. 0 5 MPA · M1/2). Bei 12 0 0 Grad beträgt sein thermischer Expansionskoeffizient 1 0. Zhao et al. Vorbereitete Hochentropie-Seltenerd-Tantalat nach Solid-State-Synthese-Methode mit einem thermischen Expansionskoeffizienten von 1 0. }} Grad) und eine Vickers -Härte von bis zu 1 0. {{4 0}. 0 gpa, die eine gute Phasenstabilität bei 12 {{82} {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{9) zeigt 0}} Grad. Zhu et al. synthetisierte ein Fünf-Element-Hoch-Entropie-Seltenerd Niobat (DY0.2Y0.2HO0.2ER0.2YB0.2) 3NBO7 durch Festkörperreaktion. Die SEM-Ergebnisse zeigten, dass 5Re3NBO7 eine einphasige Fluoritstruktur feste Lösung war und die fünf Elemente gleichmäßig in der festen Lösung verteilt waren; Nach 1200 Grad wurden der thermische Expansionskoeffizient und die thermische Leitfähigkeit der Raumtemperatur des Materials im Vergleich zu häufig verwendeten YSZ -Beschichtungen mit einer Bruchzähigkeit von 2,13 mPa · M1/2 und einer Härte von 9,51 GPA erheblich verbessert. Wang Jun et al. synthetisiert (y0.2dy0.2sm0.2YB0.2ER0.2) TAO4 unter Verwendung von Hochtemperatur-Festkörperreaktionsmethoden. Die Ergebnisse sind in Abbildung 5. (5RE0.2) TAO4 gezeigt · K -1, 1200 Grad). Aufgrund seines einzigartigen ferroelastischen Härtungseffekts hat (5RE0.2) TAO4 eine hohe Frakturbeschwerde (2,6 MPa · M1/2), einen niedrigen elastischen Modul (80 GPA) und den Britterungsindex (2,1 μm {{105}/2), der kann kann Reduzieren Sie das Auftreten von thermischen Schock- und thermischen Expansionsfehlanpassungen erheblich. Diese Studien weisen darauf hin, dass Tantalat/Niobat mit hoher Entropie seltener Erde ein vielversprechendes Materials für thermische Barriere ist.
Abb.5 Wärmeleitfähigkeit und thermische Expansionskoeffizient von (5RE 0. 2) TaO4
4.2 Hochentropie Seltener Erde Aluminate
Das Design der Aluminat mit hoher Entropie -Seltenerd kann die Nachteile von niedrigem CTE und hoher thermischer Leitfähigkeit des Materials verbessern. Zhao et al. vorbereitet (y {{0}}. 2nd 0. 2 sm 0. 2EU 0. 2er {{2 {{0}. 2) alo3) mit einem thermischen Expansionskoeffizient von 9. 0 2 × 10-6 · k -1 und eine Raumtemperatur Wärme Leitfähigkeit von 4.1W · m -1 · k {{18} } at rt bis 12 0 0 Grad. Chen et al. prepared (Y0.2Yb0.2Lu0.2Eu0.2Er{{50}}.2) 3Al5O12, which has a thermal Expansionskoeffizient von (8,54 ± 0,29) × 10-6 · k -1 (673-1273 k), eine thermische Leitfähigkeit der Raumtemperatur von 3,81W · m -1 · k {{43 }} und gute Phasenstabilität. Zhao et al. Vorbereitet (ND0.2SM0.2EU0.2Y0.2YB0.2) 4AL2O9, und die thermischen Eigenschaften des Materials wurden getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass die thermische Leitfähigkeit der Raumtemperatur des Materials 1,50W · m -1 · k -1300 ~ 1473k betrug und der thermische Expansionskoeffizient 6,96 × 10-6 · k {{{{{65) betrug, }} mit guter Phasenstabilität.
4.3 Hochentropie Seltene Erde Zirkonium/Hafniumsalze
Li et al. vorbereitet und studiert (y {{{0}}. 2nd 0. 2 SM 0. 2EU 0. 2gd 0. 2) 2Zr2o7 Ceramic Material By By By By By By Festkörperreaktionsmethode. Die thermische Leitfähigkeit lag unter 1. 0 W · m - 1 · k - 1 bei 300-1200 Grad, und das Material wurde in den Tests des Sinterwiderstands und der thermischen Stabilität gut abgebildet. Die (y 0. 2gd 0. 2dy 0. 2 er {0. 2yb 0. 2) 2HF2O7 Synthesized von Cong et al. hat eine thermische Leitfähigkeit von 0. 73-0. 93 W · m - 1 · k - 1 und einen thermischen Erweiterungskoeffizienten (1 0. 68 × 1 0 - 6 · K - 111 0 0 Grad) niedriger als YSZ. Es zeigt eine starke Phasenstabilität und eine gute chemische Kompatibilität mit Al2o3 bei 13 0 0. Zhao et al. vorbereitet (y 0. 25yb 0. 25er 0. 25 lu 0. 25) 2 (Zr 0. 5HF 0. 5 ) 2O7 mit einer Raumtemperatur Wärme Leitfähigkeit von 1,4 0 W · m -1 · k -1 und einen thermischen Expansionskoeffizienten von 9. {{9 0}}}}}} 2 2 × 10-6 · k -1 bei RT bis 1200 Grad. Zhou et al. Zubereitetes Noble Seltener erdzirkonat (LA0.2nd0.2SM0.2EU0.2GD0.2) 2ZR2O7 mit atmosphärischem Plasmasprühmethode. Im thermischen Zyklusstest bei 1100 Grad zeigte dieses Material eine hervorragende Haltbarkeit und einen verbesserten thermischen Expansionskoeffizienten im Vergleich zur Zirkonatbeschichtung von Lanthan. Der Fluoritentyp Seltener erd hohe Entropie-Zirkonat Y2 (CE0.2ZR0.2HF0.2SN0.2TI0.2) 2O7, der durch HE hergestellt wurde, zeigte eine gute Leistung bei Hochtemperaturphasenstabilitätstests, mit verbesserter thermischer Expansionskoeffizienten und thermischer Leitfähigkeit und niedriger Fraktur-Hartnahrungsmittel-Leitfähigkeit und niedrigem Fraktur-Hartnäckigkeits-Leitfähigkeit und niedrigem Fraktur-Zähigkeitsfaktor von 1,27 MPa · M1/2. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zirkonatische Hochentropie-Zirkonatkeramik hervorragende Ergebnisse bei der Stabilität der Phasenphasen mit hoher Temperatur, Sinterfestigkeit und thermischer Leitfähigkeit gezeigt hat, aber ihre Frakturschärfe ist schlecht und muss weiter verbessert werden.
4,4 Phosphat mit hoher Entropie Seltener Erde
Die (la {{0}}. 2ce 0. 2nd 0. 2SM 0. 2EU 0. 2) po ceramisches Material, das von Zhao vorbereitet wurde, hat vor Zao -Has erstellt Gute chemische Kompatibilität mit Aluminiumoxid. Der thermische Expansionskoeffizient des Materials wurde mit 8,9 × 10-6 · k -1 bei 300-1000 Grad gemessen, und die thermische Leitfähigkeit des Materials war ebenfalls relativ niedrig bei 2,08 W · m {m { {17}} · k -1. ZHAO entwickelte (TIZRHF) P2O7 -Material und Experimente zeigten, dass dieses Material eine niedrige thermische Leitfähigkeit (0,78 W · m - 1 · K - 1) aufweist und gleichzeitig eine gute thermische Stabilität aufweist. Es zersetzt sich nicht nach 3 Stunden nach dem Tempern bei 1550 Grad und verbessert den Defekt der thermischen Zersetzung von einzelnen Zirkoniumpyrophosphat -Keramikmaterialien bei hohen Temperaturen.
4,5 hohe Entropie Seltenerd Silicat
Ren et al. vorbereitet (y {{0}}. 25ho 0. 25er 0. 25yb 0. 25) 2sio5 und der thermische Expansionskoeffizient von Raumtemperatur bis 1473K mit mit 1473k mit zunehmend Erhöhung der Temperatur, allmählich über 1 0 0 0 k, wie in Abbildung 6. Chen et al. vorbereitet (yb 0. 25y 0. 25lu {0. 25er {{3 0}}. 25) 2sio5 Keramikmaterial unter Verwendung einer Festkörperreaktionsmethode und fand dies und fand dies fest und fand das fest, und fand das, und fand das, und fand das fest, und fand das, und fand dies Das Material zeigte eine gute Phasenstabilität und Anisotropie der thermischen Expansion. Durch die Kontrolle der bevorzugten Ausrichtung des Materials auf dem Substrat könnte die Nichtübereinstimmung zwischen der Beschichtung und dem Substrat effektiv reduziert werden. Wang et al. vorbereitet (y {{4 0}}. 25yb 0. 25er 0. 25Sc0.25) 2SI2O7 Keramikmaterial. Während des Sinterprozesses bei 1600 Grad gab es fast keine Kornveränderung im Isolationszeitbereich von 5-15 H, was eine gute Hochtemperaturphasenstabilität zeigte. In dem geschmolzenen CMA -Korrosionsprozess zeigte das Material eine gute Resistenz gegen CMAs -Korrosion. Dong et al. Vorbereitet (YB0.2Y0.2LU0.2SC0.2 GD0.2) 2SI2O7 -Keramikmaterial, das eine gute Phasenstabilität unter 1300 Grad, ähnliche CTE -Basis -Verbundmaterialien und herausragende Korrosionsbeständigkeit aufweist.
Abb.6 CTE von Yhoyb gemessen von Raumtemperatur bis 1473K
4.6 Hochentropie Seltene Erdoxide
Yao et al. entwarf ein mehrkomponentes Oxid zr 1-4 xyxybxtaxnbxO2-Keramikmaterial unter Verwendung des Konzepts der hohen Entropie. Aufgrund seiner Ferroelastizität und Phasentransformationsmechanismus wurde die Frakturzähigkeit des neuen Materials verstärkt (4,59 MPa · M1/2) und seine thermische Leitfähigkeit ebenfalls niedrig (1,37W · m -1 · k {{1 {{2 0}}}} (9 0 0 Grad)). Der Koeffizient der thermischen Expansion wurde auf 11,3 × 10-6 · k -1 (1 0 0 0 Grad) erhöht und zeigte eine ausgezeichnete thermische Stabilität und Widerstand von High-Temperaturen zu einer hervorragenden Temperaturstabilität und dem Widerstand zu. CMAS -Korrosion bei 1600 Grad. Sun et al. Vorbereitet (5RE0.2) 2O3 (re=sm, eu, er, lu, y, yb) und studierte seine zugehörigen Eigenschaften. Das CTE des Materials liegt nahe an der von Y2O3 und Al2O3, und seine thermische Leitfähigkeit (5.1 W · m -1 · k -1) ist viel niedriger als das von Y2O3 und Al2o3, und es hat gut Widerstand gegen CMAs. Chen et al. Vorbereitet (CE0.2ZR0.2HF0.2SN0.2TI0.2) O2 durch Festkörperreaktion, die einen reversiblen Übergang von einer Multiplhase mit niedriger Temperatur zur Hochtemperatur-Einzelphasenstruktur aufweist. Die thermische Leitfähigkeit der Raumtemperatur beträgt 1,28W · m -1 · k -1, was 50% niedriger ist als die von 7YSZ. Dudnik et al. untersuchte die Auswirkung von mehreren Seltenerdoxiden in zro2 -basierte Keramik auf ihre Eigenschaften. Die modifizierte Keramik mit hoher Entropie zeigte sich in thermischen Radsporttests gut und zeigte eine signifikante Verbesserung im Vergleich zu YSZ -Beschichtungen (138 Zyklen).
In Abbildung 7 sind die Leistungsparameter von 8YSZ -Beschichtungen und mehrere keramische Beschichtungsmaterialien mit hoher Entropie aufgeführt. Aus Abbildung 7 ist ersichtlich, dass im Vergleich zu 8YSZ die überwiegende Mehrheit der Keramikmaterialien mit hoher Entropie eine geringere thermische Leitfähigkeit aufweist, wobei Zirkonate mit hoher Entropie Seltener erd die beste Leistung zeigen, während Aluminate mit hoher Entropie -Seltenerde in dieser Hinsicht Mängel aufweisen. Im Vergleich zu 8YSZ zeigt der CTE von hohen Entropie -Seltenerdoxiden, hohe Entropie -Zirkonate und Niobate nur geringe Unterschiede, während hohe Entropiephosphate und Aluminate schlecht abschneiden; Aus der Sicht der Frakturzähigkeit liegt hoher Entropie -Tantalat nahe bei 8YSZ, während eine hohe Entropie -Seltenerdoxid -Zr 1-4 xyxybxtaxnbxO2 signifikant besser ist als 8YSZ.
Abb.7 Vergleich der Eigenschaften mehrerer Keramikmaterialien mit hoher Entropie
Durch umfassende Vergleich der Vor- und Nachteile mehrerer keramischer Materialien mit hoher Entropie-Keramik sind ersichtlich, dass im Vergleich zu 8YSZ hohe Entropie-Keramikmaterialien erhebliche Vorteile bei der Stabilität der Hochtemperaturphasen, der Sinternfestigkeit und einigen thermischen Eigenschaften aufweisen, die die Anwendung erfüllen können Anforderungen an thermische Barrierebeschichtungen für Flugzeugmotoren. Es gibt aber auch einige Mängel, wie das Hochentropie -Tantalat, das eine hohe Materialdichte und hohe Kosten aufweist und nicht als erste Wahl für die modischen Barrier -Beschichtungsmaterialien verwendet werden kann. Der CTE der Aluminaten mit hoher Entropie -Seltenerd ist relativ hoch, und bei hohen Temperaturen kann eine geringe Menge an Verunreinigungen auftreten. Die mechanischen Eigenschaften von Zirkonaten mit hoher Entropie -Seltenerd sind immer noch unzureichend, und ihre Frakturschärfe ist schlecht; Der CTE der Silikate mit hoher Entropie -Seltenerd ist relativ klein; Der Schmelzpunkt der hohen Entropie -Phosphat von Seltenerd ist stark von der Verschiebung der chemischen Zusammensetzung beeinflusst, und seine Bindungsaffinität zu Al2O3 ist schlecht. Die Frakturzähigkeit ist schlecht, was durch die Gestaltung einer Struktur mit Eisenhärtungsphase verbessert werden kann. Zusammenfassend wird in Zukunft eine hohe Entropie -Zirkonate und hohe Entropie -Seltenerdoxide in der Forschung sein.