【摘 要】
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热障涂层技术是目前提高航空发动机服役温度最切实可行的方法[1],高温环境下涂层发生不可预知的剥落是制约热障涂层发展的瓶颈。高温下的形成的热生长氧化物(TGO)及其界
【机 构】
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湘潭大学材料科学与工程学院,湘潭,411105北京大学工学院,北京,100190
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热障涂层技术是目前提高航空发动机服役温度最切实可行的方法[1],高温环境下涂层发生不可预知的剥落是制约热障涂层发展的瓶颈。高温下的形成的热生长氧化物(TGO)及其界面会产生比较大的拉应力和剪应力,这是产生界面裂纹、导致涂层失效的主要原因,因此,对热障涂层进行热应力分析和失效机制评估是十分必要[2]。本文主要通过图片处理技术结合有限元计算,对考虑真实TGO形貌的热障涂层进行了热应力及失效分析。结果 表明：随着TGO形貌的变化,由于TGO不规则导致应力集中,最大应力的位置会发生变化；随着TGO形貌粗糙度的增加,应力先随粗糙度的增加而显著增加,随后趋于平缓。横向裂纹倾向于从TC层中间部位往界面方向扩展并贯穿TC层,而界面裂纹会在TC/TGO界面的中间部位萌生并同时向波峰和波谷扩展；在波谷区域的裂纹扩展过程中,Ⅰ型裂纹占据主导模式；在波峰区域和中间区域,Ⅱ型裂纹占据主导模式[3]。
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