梁和平，王鑫，薛召露,＊，张鑫，汪榆海，钱立宏，张世宏

（1. 玉柴联合动力股份有限公司，芜湖 241080；2.安徽工业大学 先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室，马鞍山 243002；3. 矿冶科技集团有限公司，北京 100160）

0 引言

热障涂层具有良好的隔热、抗高温氧化、抗腐蚀、耐烧蚀等特点，已被广泛应用于燃气轮机及柴油发动机热端部件[1-4]。随着柴油发动机向高效率、节能减排、轻量化等方向发展，发动机核心部件气缸盖和活塞承受的较大的热负荷，经常发生烧蚀、腐蚀等严重影响发动机的可靠性和服役寿命[2,3]。因此，将热障涂层应用于柴油机的气缸盖和活塞是提高发动机高效率和可靠性的一个新途径。氧化钇部分稳定氧化锆（6～8wt.%，简称YSZ）具有低的热导率(2.1～2.2W.m-1.K-1)、高的热膨胀系数（约11×10.6 K-1）、高的熔点（近2700℃）、高的应变损伤容限等优异性能，已被广泛应用于发动机热端部件[1,4-6]。随着发动机工作温度的提高，YSZ 热障涂层在长期高于1200℃的环境下服役会发生相变、烧结、环境表面沉积物（CMAS 和熔盐）腐蚀等，导致涂层性能衰减甚至剥落失效[7-8]。因此，开发新的热障涂层材料刻不容缓。

据文献报道，Y3Al5O12加入YSZ 热障涂层中可显著地改善涂层的抗氧化性和涂层中t'相的高温稳定性[8,9]。石榴石型Y3Al5O12晶体结构致密，具有高熔点、良好的高温结构稳定性（直至熔点无相变）、氧扩散系数比氧化锆低约10 个数量级等优异性能，可以作为高温阻氧层来提高涂层的抗高温氧化能力，同时Y3Al5O12在高温下具有优异的抗CMAS 渗透腐蚀能力[8-11]。因此，把Y3Al5O12加入8YSZ 涂层中充分发挥各自的优势，有望获得具有低导热、良好高温相稳定性和抗腐蚀的新一代热障涂层。……