熱障涂層界面失效與氧化層應(yīng)力演變的關(guān)聯(lián)研究.pdf

1、熱障涂層以其優(yōu)良的隔熱性能和抗氧化性能在高溫?zé)岱雷o(hù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是航空燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部的高溫部件，熱障涂層已經(jīng)成為提高渦輪發(fā)動機(jī)溫度的關(guān)鍵技術(shù)。但在實(shí)際服役環(huán)境中，熱障涂層的復(fù)雜體系結(jié)構(gòu)和惡劣的服役環(huán)境會導(dǎo)致熱障涂層系統(tǒng)在使用過程中發(fā)生剝落失效，這極大限制了熱障涂層的使用。應(yīng)用先進(jìn)的無損檢測技術(shù)監(jiān)測熱障涂層的界面破壞過程并定量評估界面損傷已逐漸成為了其無損評價和壽命預(yù)測的重要手段。本文中，利用光激發(fā)熒光壓電光譜(Photo-st

2、imulated luminescence piezo-spectroscopy,簡稱PLPS)方法測量了高溫?zé)嵫h(huán)過程中不同熱氧化階段熱障涂層TGO層的殘余應(yīng)力，并研究了熱障涂層界面失效與氧化層(TGO)中應(yīng)力演變的關(guān)系，主要研究內(nèi)容如下：
　　第一，PLPS方法測量高溫?zé)嵫h(huán)過程中TGO層應(yīng)力的演變規(guī)律，發(fā)現(xiàn)殘余應(yīng)力經(jīng)歷增加、穩(wěn)定、在拐點(diǎn)處急劇減小、再緩慢減小四個階段，應(yīng)力PLPS方法能很好的測量出TGO內(nèi)的殘余應(yīng)力。

3、　　第二，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出TGO內(nèi)殘余應(yīng)力與氧化層界面損傷演變的關(guān)聯(lián)，結(jié)果表明通過TGO應(yīng)力的變化可以推測出氧化層內(nèi)損傷情況，氧化前期殘余應(yīng)力大，則氧化層內(nèi)無缺陷；在應(yīng)力開始快速減小的拐點(diǎn)處，樣品TGO內(nèi)開始產(chǎn)生界面裂紋；當(dāng)應(yīng)力減小到1GPa以下，樣品內(nèi)出現(xiàn)大的界面裂紋；應(yīng)力減小到接近為零時，氧化層已經(jīng)完全破壞，陶瓷層開始剝落。使用PLPS方法測量出TGO層應(yīng)力的演變規(guī)律能很好的預(yù)測界面裂紋的萌生、擴(kuò)展的過程，從而評估出熱障涂層的無損評價和