2O3和SiO2組成的玻璃態(tài)物質(zhì)(CMAS)對熱障涂層的危害越來越嚴(yán)重,從而對熱障涂層的性能和耐久性有了更高的要求。本文以電子束物理氣相沉積熱障涂層為研究對象,利用有限元方法研究了CMAS的滲入對界面裂紋擴(kuò)展及CMAS對陶瓷層(TC)內(nèi)部殘余應(yīng)力的影響規(guī)律。采用波長固定、振幅變化的正弦曲線表示不同粗糙度的涂層界面,同時考慮了CMAS的彈性模量變化的影響及不同界面形貌與CMAS之間的相互作用。結(jié)果表明:CMAS彈性模量的增加對界面裂紋具有抑制作用,并且TGO幅值和厚度越小,抑制作用越明顯。CMAS彈性模量對TC層最大殘余應(yīng)力S22的影響存在臨界點(diǎn),在臨界點(diǎn)之前,CMAS彈性模量的變化對TC層最大殘余應(yīng)力的影響較大,隨著CMAS彈性模量的增加,TC層最大殘余應(yīng)力大幅度減??;在臨界點(diǎn)之后,TC層最大殘余應(yīng)力基本不受CMAS彈性模量變化的影響。這些結(jié)果對電子束物理氣相沉積噴涂的熱障涂層失效機(jī)理的研究具有重要意義,可以為熱障涂層界面的優(yōu)化提供指導(dǎo)。"/>
西北工業(yè)大學(xué)力學(xué)與土木建筑學(xué)院
國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(面上項(xiàng)目,重點(diǎn)項(xiàng)目,重大項(xiàng)目)
1.School of Mechanics,Civil Engineering and Architecture,Northwestern Polytechnical University,Xi’an 710129;2.P.R. China
郭盾,于慶民,岑呂. CMAS對熱障涂層界面裂紋和殘余應(yīng)力的影響[J].稀有金屬材料與工程,2020,49(9):2937~2947.[Dun Guo, Qingmin Yu, Lv Cen. Effect of CMAS on Interfacial Crack and Residual Stress of Thermal Barrier Coatings[J]. Rare Metal Materials and Engineering,2020,49(9):2937~2947.]
DOI:10.12442/j. issn.1002-185X.20190652