Для защиты металлических лопаток в газотурбинных двигателях от высоких температур часто используют многослойные теплозащитные покрытия. В России недостаточно исследован метод создания таких многослойных материалов с использованием искрового плазменного спекания. В настоящее время, верхним керамическим слоем в этих покрытиях является диоксид циркония, однако его рабочая температура ограничена 1200°С.
Пермские исследователи создали порошки, используя цирконаты, содержащие редкоземельные элементы (Zr-РЗЭ), и применили их для формирования слоистого керамического материала с помощью технологии искрового плазменного спекания. Путем регулировки температурного режима в процессе искрового плазменного спекания, удалось получить керамический материал с оптимальной структурой пор, способствующей снижению теплопроводности. Этот материал подвергся анализу физических характеристик для оценки его потенциала в качестве теплозащитных покрытий. Сравнительное исследование теплопроводности различных образцов показало, что при температуре 400 °С керамика на основе цирконатов РЗЭ имеет наименьшую теплопроводность, составляющую 1,79 Вт/(м•К).
Исследование, проведённое учёными из Пермского Политеха, демонстрирует, что использование соединения, содержащего цирконий и редкоземельные элементы, представляет собой перспективный подход для разработки керамического покрытия, способного выдерживать экстремально высокие температуры, достигающие 1400 °C. Это исследование имеет большое значение для обеспечения надёжной защиты деталей газотурбинных двигателей от воздействия высоких температур.
