热障涂层陶瓷层/TGO界面开裂行为的有限元模拟

• 作者: 于金鑫 刘洲庠 李强
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 热障涂层 界面开裂 层厚比 TGO 应力 有限元模拟
• 年，卷（期）: 2017,（7）
• 所属期刊栏目: 专题——复合涂层及其制备技术
• 页码范围: 70-76
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.442
• 字数: 2852字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.07.012

摘要

目的 更好地理解热障涂层在热循环条件下的失效行为.方法 采用有限元方法引入了内聚力模型,研究热障涂层在多次热循环条件下的界面开裂行为,并且考虑了陶瓷层厚度和粘结层厚度对界面开裂行为的影响.结果 涂层最先在陶瓷层/TGO层界面的波峰与波谷之间开裂,此外在界面波谷处也存在开裂现象.当陶瓷层厚度在300~500μm范围内,界面裂纹的平均长度随陶瓷层增厚而增长,裂纹密度也随之增加.粘结层厚度为50μm时,界面裂纹的平均长度为15μm;当厚度增加到100μm时,界面裂纹平均长度减少到10μm;而厚度为150μm时,界面裂纹平均长度又提高至12μm.当粘结层与陶瓷层厚度比在0.2~0.4的范围内时,陶瓷层/TGO层界面上的最大拉应力最小.结论 陶瓷层厚度和粘结层厚度对热障涂层界面开裂行为的影响极大,小厚度陶瓷层以及当粘结层与陶瓷层厚度比在0.2~0.4的范围内时,热障涂层具有更好的抗界面开裂能力.粘结层厚度不宜过大,超过一定厚度时反而会降低涂层的抗界面开裂能力.计算结果与文献报道的结果相近,证明了模拟结果的准确性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李强		71	542	10.0	20.0
2	刘洲庠		2	2	1.0	1.0
3	于金鑫		2	2	1.0	1.0