中国-蒙古国选矿工艺技术“一带一路”联合实验室杨挺博士在中科院2区期刊Ceramics International发表研究成果
近日，内蒙古科学技术研究院中国-蒙古国选矿工艺技术“一带一路”联合实验室杨挺博士为通讯作者，联合内蒙古工业大学马文教授团队，在国际材料领域期刊《Ceramics International》（中科院二区，影响因子5.6）发表了关于热喷涂陶瓷粉体开发的原创性成果。研究团队通过结构可控的粉末设计、系统的实验表征、理论建模与高保真有限元模拟，深入揭示了SZYG陶瓷粉末的团聚结构对其高温烧结行为及热导率的影响机制。该研究创新性地将粉末结构作为独立的设计维度，而非仅依赖成分调控，为下一代高性能热障涂层的开发提供了新的科学依据与工程路径。
热障涂层陶瓷材料因其在金属热端部件高温防护领域的优异性能而备受关注，但涂层结构完整性在长时高温服役条件下仍面临严峻挑战。为此，研究团队在传统等离子喷涂热障涂层中引入第二相陶瓷粉体作为抗烧结剂，以强化涂层的抗高温烧结性能。通过调控喷雾干燥参数及后热处理工艺，团队开发出三种不同团聚结构的SZYG粉末，系统探究了粉体结构对其高温烧结行为的影响机制，并借助有效介质模型预测了不同粉体的热导率。通过建立基于真实粉体结构的有限元模型，揭示了粉体内部结构对热通量及温度场的影响规律。
图1具有不同团聚结构的SZYG粉体微观结构及有限元模型
图2不同SZYG粉体内部的热流场及基于有效介质模型预测的粉体热导率
研究结果表明，通过调节粉末的团聚方式，可实现从多路径均匀热传导到瓶颈通道化热流（MAP）、再到均匀分布热阻的定向调控。开发的SZYG粉体热导率可达0.226 W·m-¹·K-¹，且具有优异的抗高温烧结性能，即在1400°C热处理100小时后，仍保持近球形的完整形貌，未出现坍塌或开裂。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2026.04.276
