论文摘要：稀土氧化物掺杂改性热障涂层YSZ陶瓷材料的研究

提高热障涂层的隔热性能对提高发动机的工作温度具有重要作用。在YSZ涂层材料中添加稀土氧化物会引起YSZ的晶格畸变，从而降低YSZ的热扩散率，提高单位涂层厚度的保温效果。本文采用第一性原理赝势平面波法计算不同稀土元素氧化锆的晶格畸变。对数据进行分析，并将计算结果与实验数据进行比较。添加稀土元素后，二氧化锆晶胞发生膨胀变形，XO键长变大，键布居变小；在一定范围内，稀土元素的共价半径越大，引起的膨胀变形越大，键聚集数越小，越容易降低材料的热扩散率。根据计算结果，研究了掺杂多种稀土氧化物的YSZ样品的微观结构和物理性能。数量有一个最优值。实验结果还表明，稀土掺杂改性陶瓷层的耐烧结性提高，高温热膨胀系数增加，更有利于在高温和热循环状态下使用。