EB-PVD热障涂层系统界面应力的理论分析

• 作者: 吴敬涛 周思博 岳珠峰 邓文亮
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 热障涂层 TGO生长 CMAS沉积 界面应力 弹性理论
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 表面失效及防护
• 页码范围: 189-198
• 页数: 10页
• 分类号: TG174.4
• 字数: 4918字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.03.024

摘要

目的 获得热障涂层系统危险界面应力解析解及其变化规律.方法 基于弹性理论,推导出能同时考虑氧化物热生长及其形貌、CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)沉积、温度变化、材料参数不匹配的危险界面应力分布的解析解.分别研究热循环中氧化层热生长和CMAS沉积对热障涂层界面应力的影响,并从应力演化的角度对危险界面微裂纹的萌生和扩展进行预测.结果 理论分析显示,当系统经历24个热循环后,陶瓷层/氧化物层界面波谷应力σv从最初的0增加到301.44 MPa.氧化物层/粘结层界面波峰应力σp从最初的617 MPa增加到1189.89 MPa.当CMAS沉积深度hCMAS从0增加到150μm时,应力σv从170.26 MPa增加到443.37 MPa,应力σp从1317.83 MPa减小到1050.17 MPa.结论 氧化物热生长可以促使陶瓷层/氧化物层界面波谷和氧化物层/粘结层界面波峰裂纹的萌生和扩展.CMAS沉积将进一步促使陶瓷层/氧化物层界面开裂,然而对氧化物层/粘结层界面的开裂有抑制作用.解析解的计算结果与先前的有限元分析结果和模型试验结果相近,证明了该理论方法计算界面应力的准确性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	岳珠峰		376	3386	26.0	39.0
2	吴敬涛		19	20	2.0	4.0
3	周思博		1	0	0.0	0.0
4	邓文亮		5	1	1.0	1.0