论文摘要：温度场对热障涂层失效模式的影响

电子束物理气相沉积制备的热障涂层具有良好的高温隔热和抗氧化腐蚀性能，在提高先进燃气涡轮发动机叶片服役温度、延长叶片服役寿命等方面具有重要的作用。研究热障涂层的失效模式、提出失效机理，是进一步提高热障涂层服役寿命至关重要的前提。 先进燃气涡轮发动机叶片一般为空心叶片，沿叶片的横断面将由于冷却气体而产生较大的径向温度梯度，由于进气边温度高于排气边温度，在叶片的轴向也将产生温度梯度。在径向与轴向(表面) 梯度温度中，热障涂层在热冲击作用下的失效模式将不同于均匀温度场。 本论文研究工作对电子束物理气相沉积制备了圆管状热障涂层样品，在不同的温度场中进行了静态氧化和热冲击实验，研究了温度场对热障涂层的失效模式的影响。 在均匀温度场中，横向裂纹主要萌生于热氧化生长层（TGO）或者TGO和粘结层界面处。 与均匀温度场中热障涂层的失效模式不同，在梯度温度场下，热障涂层的失效主要发生在陶瓷层。热冲击试验中在加热区和非加热区交界处形成一个较大的温度梯度，使得陶瓷层内发生应力集中，裂纹在陶瓷层内形成与扩展、相互连接，导致热障涂层失效。