C/SiC复合材料与抗氧化陶瓷涂层的优化匹配

• 作者: 张凯峰 曹生珠 杨彦龙 汤富领 薛红涛
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 有限元 C/SiC复合材料 热冲击 涂层 界面热应力
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 表面失效及防护
• 页码范围: 291-297
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.4|TB332
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.09.033

摘要

目的 快速筛选与C/SiC复合材料界面热应力最低匹配的抗氧化涂层材料.方法 在原用于单层陶瓷材料热冲击计算模型的基础上改造建立了一个简易但能合理解释热冲击下抗氧化涂层失效的解析模型.采用有限元模型对解析模型得到的界面热应力加以验证,二者结果基本一致.结果 当裂纹长度小于30μm时,裂纹对涂层-基体界面热应力的影响几乎可以忽略,然而,当涂层表面预制长度大于30μm的微裂纹或增加涂层中的微裂纹密度均能够有效降低涂层-基体界面的热应力,提高涂层在服役条件下的断裂临界温差,改善涂层材料的抗热震性,提高涂层的使用寿命.利用该解析模型计算出各温度下涂层-基体体系具体的断裂临界温差,并预测涂层-基体体系最危险的工作温度区间.结论 解析模型可以用来方便地计算涂层材料的热应力和断裂临界温差,从而筛选出热应力最小匹配的涂层材料.C/SiC复合材料的抗氧化涂层中预制长度大于30?m的微裂纹,可有效提高涂层抗热震性能.