刘光，张啸寒，贾利，王亮，庞铭，安宇龙

（1.中国兵器科学研究院宁波分院，浙江 宁波 315103；2.中国民航大学 机场学院，天津 300300；3.中国科学院上海硅酸盐研究所 特种无机涂层重点实验室，上海 200050；4.中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，兰州 730000）

伴随着新型航天动力轻量化的发展趋势，需对航天动力发动机热端部件的制备材料进行优选，7A04轻质超高强铝合金因其塑性好、比强度高及耐蚀性能佳而成为制备新型航天动力发动机壳体的优选材料[1-2]。但该材料熔点低，不耐高温，抗氧化效果差，在发动机燃烧室长周期的烧蚀冲刷作用下，易发生鼓包变形，从而影响发动机工作的可靠性，故需对铝合金壳体采取有效的热防护措施。通过压缩空气、干冰等方式对材料进行冷却处理的热防护域度有限，而采用增大材料表面热阻的方式，可大幅度提升材料的热防护性能。为了更好地保留铝合金材料的优良性能，不采用粉末与基材冶金结合的激光熔覆工艺方法，而采用粉末与基材机械结合的等离子喷涂工艺。采用等离子喷涂技术在动力铝合金发动机壳体内表面制备的热障涂层，可有效提高壳体内表面的隔热、抗烧蚀以及抗冲刷等防护效果，现阶段的热障涂层材料主要有氧化钇部分氧化锆（YSZ）、氧化钛/氧化铝（AT40）、稀土锆酸盐（RE2Zr2O7，RE=稀土元素）、稀土钽酸盐（RETaO4）、镧铈氧化物（La2Ce2O7）及新型的固体反应合成陶瓷（(La1-xEux)3TaO7）等[3-5]。常见的热障涂层结构由基材、粘结层和陶瓷层三部分组成，然而由于粘结层与陶瓷层材料的热膨胀系数差异过大，在喷涂过程、冷却过程及涂层的实际服役过程中易诱发较大的热失配应力，从而造成了涂层的开裂、剥离等现象，严重影响动力构件的服役寿命及工作可靠性。……