热障涂层-基体体系界面高温疲劳和断裂性能的实验研究

• 作者: 张洋洋 施惠基 邓虹霞
• 来源期刊: 实验力学
• 学科: 工学
• 关键词: 热障涂层 镍基高温合金 界面失效机理 热疲劳性能
• 年，卷（期）: 2012,（5）
• 页码范围: 535-544
• 分类号: TQ320.67+2|V231.95
• 语种: 中文

摘要

热障涂层(TBCs)作为发动机叶片的热防护涂层,能够显著提高叶片在高温环境下的使用寿命.本文围绕TBCs-镍基高温合金基体体系的界面性能,展开了比较系统的实验研究.通过实验方法得到了等温热处理前后陶瓷层的弹性模量、硬度及陶瓷层-粘结层界面的微结构的变化.结果显示,随着等温热处理时间的增加,弹性模量及硬度先增加后降低；氧化层随等温热处理时间和温度的增加逐渐增厚.利用本文提出的多相位角界面断裂韧性试验方法,建立了以应力强度因子为表征参数的TBCs界面失效准则.在假定界面间为粘性接触的条件下,预测了界面承载能力随陶瓷层弹性模量和氧化层厚度的变化趋势.通过热循环实验研究了TBCs-基体体系的热疲劳性能及失效机理.随着热循环高温保温时间的增加,热疲劳寿命先升高后降低,失效模式由界面失效转化为界面失效与陶瓷层失效并存；体系的失效由陶瓷层及氧化层的应变能密度、陶瓷层、氧化层及界面的断裂韧性,以及它们和界面微结构缺陷的相互作用共同决定.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	施惠基	清华大学航天航空学院应用力学教育部重点实验室	56	706	13.0	24.0
2	张洋洋	清华大学航天航空学院应用力学教育部重点实验室	2	3	1.0	1.0
3	邓虹霞	清华大学航天航空学院应用力学教育部重点实验室	1	3	1.0	1.0