熱障涂層指的是通過使用陶瓷等材料在物體表面通過噴涂等工藝方式使其沉積在高溫合金或是耐高溫金屬表面，通過陶瓷等耐高溫材料所形成的熱障涂層來隔離外部熱量，降低基底的溫度。據研究表明，通過應用熱障涂層將能夠有效提高被涂覆物體約60%的熱效率。
為了使熱障涂層達到最好的隔熱效果，必須對熱障涂層係統進行結構設計。目前，熱障涂層的結構主要分為雙層結構、多層結構和梯度結構。其中，對涂層進行梯度結構設計，使涂層的化學成分、組織結構及力學性能沿涂層厚度方向呈梯度變化，實現陶瓷層與高溫合金的最佳性能匹配，降低涂層的殘余應力，有效防止了涂層的剝落。
現在典型的熱障涂層是由金屬粘結層和陶瓷涂層組成。金屬粘結層通常由MCrAlY合金組成，它能生成粘附氧化膜，阻止基體氧化。陶瓷面層通常由ZrO2+Y2O3(8%)組成，陶瓷層導熱性能差，抗高溫能力強，起著隔離基體與燃氣的作用。
目前制備熱障涂層的方法主要有電漿噴涂和電子束物理氣相沉積。電漿噴涂是把金屬或陶瓷粉末送入高溫的電漿體火焰，即利用電漿體焰流將噴涂材料加熱到熔融或高塑性狀態；電子束物理氣相沉積熱障涂層是用高能電子束加熱並氣化陶瓷源，陶瓷蒸氣以原子為單位沉積到基體上而形成的。
熱障涂層可以明顯降低基材溫度，且硬度高、化學穩定性好，具有防止高溫腐蝕、延長熱端部件使用壽命、提高發動機功率和減少燃油消耗等優點，而且熱障涂層的出現為大幅度改進航空發動機的性能開辟了新途徑。近些年來，熱障涂層技術獲得很大發展，應用在葉片、燃燒室、隔熱屏、噴嘴、火焰筒和尾噴管等航空發動機熱端部件上。
我們相信，隨著科學技術的發展，熱障涂層技術將會為人類帶來更多的驚喜。
本文由石家莊藁城區興安鎮中學高級教師崔會欣進行科學性把關。
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