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(dòng)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(huì)導(dǎo)致熱障涂層系統(tǒng)在使用過(guò)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(wú)損檢測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)熱障涂層的界面破壞過(guò)程并定量評(píng)估界面損傷已逐漸成為了其無(wú)損評(píng)價(jià)和壽命預(yù)測(cè)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(jiǎn)稱PLPS)方法測(cè)量了高溫?zé)嵫h(huán)過(guò)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?jī)?nèi)容如下：
　　第一，PLPS方法測(cè)量高溫?zé)嵫h(huán)過(guò)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(gè)階段，應(yīng)力PLPS方法能很好的測(cè)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(guò)TGO應(yīng)力的變化可以推測(cè)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(wú)缺陷；在應(yīng)力開(kāi)始快速減小的拐點(diǎn)處，樣品TGO內(nèi)開(kāi)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(shí)，氧化層已經(jīng)完全破壞，陶瓷層開(kāi)始剝落。使用PLPS方法測(cè)量出TGO層應(yīng)力的演變規(guī)律能很好的預(yù)測(cè)界面裂紋的萌生、擴(kuò)展的過(guò)程，從而評(píng)估出熱障涂層的無(wú)損評(píng)價(jià)和