304 / 2021-04-26 11:11:30

片层结构热障涂层中层间/层内多裂纹动态演化行为研究

热障涂层；热循环；热生长氧化物；裂纹合并；结构设计

等离子喷涂片层结构热障涂层内多裂纹扩展/合并是导致其剥落的根本原因，因此，阐明服役条件下层间/层内多裂纹动态演变规律成为发展新一代先进涂层的关键。本研究建立了多裂纹分析模型，同时耦合了TGO随热循环的动态生长，研究热力化耦合条件下对称裂纹的扩展驱动力及其跨界面扩展行为演变，并进一步从片层结构的微层面分析涂层动态剥落，阐明多裂纹选择性合并机制。结果表明多裂纹扩展/合并诱发的涂层剥落路径模拟与实验一致，并基于涂层剥落机制对涂层结构进行了新的优化和设计，涂层寿命进一步提高，本研究可为未来高隔热/长寿命先进涂层的进一步发展提供的理论基础。