近日，昆明理工大学材料科学与工程学院、金属先进凝固成形及装备技术国家地方联合工程研究中心陈琳/冯晶团队在陶瓷领域国际顶刊Journal of Advanced Ceramics（中国科学院1区，IF=16.6）以"Structural evolutions and failure mechanisms of APS tantalate high-entropy ceramics coatings response to thermal cycle up to 1500 ºC"为题，报道了团队研发的高熵钽酸盐陶瓷涂层在1500 ºC极端热环境下的结构演变规律与失效机理。昆明理工大学为第一作者单位和通讯单位，材料学院博士生王建坤为第一作者，材料学院陈琳、冯晶教授为通讯作者。

图1 高熵钽酸盐陶瓷涂层的设计、制备与其在极端服役环境下的考核验证

热障涂层（TBCs）是保障航空发动机热端部件安全服役的关键技术，其工作温度和服役寿命直接决定了发动机的性能上限。当前广泛使用的氧化钇稳定氧化锆（YSZ）涂层因高温相变、热辐射导致热导率升高及CMAS腐蚀等问题，难以满足1200ºC以上的服役需求。陈琳/冯晶团队深耕钽/铌酸盐热障涂层材料领域十余年，在前期系统研究钽/铌酸盐陶瓷力热学性能演变规律的基础上进一步采用大气等离子喷涂（APS）技术成功制备了1500℃用高熵钽酸盐热障涂层，并首创性地建立了"1500 ºC热冲击+1150 °C热疲劳+1100 °C等温氧化"的综合服役及考核体系，对涂层在极端高温服役性能进行了系统评价。

图2 高熵钽酸盐陶瓷涂层在不同热工况下的失效机制示意图

研究结果表明，高熵钽酸盐陶瓷涂层展现出优异的高温服役性能：在1500ºC热冲击下可承受614次循环，在1150 ºC热疲劳下可承受12830次循环，在1100 ºC等温氧化下可稳定服役384小时。150 μm厚度的高熵钽酸盐涂层可提供超过200 ºC的隔热温降，有效满足新一代航空发动机叶片对超高温、高效热防护涂层的核心需求。本研究从基础研究和工程应用的角度直接证实了高熵钽酸盐陶瓷涂层可在1500 ºC极端环境下长期稳定服役的可行性，为下一代高性能热障涂层的设计与应用提供了重要的实验依据和理论指导。长期以来，昆明理工大学超高温热防护涂层研发团队的相关成果已经实现在高超声速飞行器尾翼和前缘件、火箭发动机内壁、航空发动机导叶等多个航空航天装备的服役应用，持续为我国航空航天领域“卡脖子”技术的发展奉献力量。

本课题的研究是在国家自然科学基金、云岭学者、云南省重大科技专项和云南省创新团队等项目的支持下完成的。

论文链接：https://doi.org/10.26599/JAC.2026.9221261