脱粘裂纹形状与尺寸对热障涂层陶瓷层温度场的影响

• 作 者: 董会 周攀虎 周勇 韩燕 王鹤屿 华万超
• 机 构: 西安石油大学材料科学与工程学院,中国石油集团石油管工程技术研究院
• 出 处: 航空制造技术
• 发表日期: 2021年10期
• 关键词: 热障涂层 裂纹形状 温度分布 亮斑 氧化钇稳定氧化锆(YSZ)
• 基金项目: 国家自然科学基金(51904331),陕西省自然科学基金(2020JM540),西安交通大学金属材料强度国家重点实验室项目(20202210),西安石油大学材料科学与工程省级优势学科项目(YS37020203)。

采用有限元模拟表征了热障涂层陶瓷层内部不同裂纹形状与涂层表面亮斑形状及尺寸的关系。结果表明,裂纹长度小于1mm时,裂纹的形状效应对陶瓷层表面温度分布和温度高低影响不明显;当裂纹长度超过1mm时,陶瓷层表面亮斑的形状逐渐遵循其内部脱粘裂纹的形状,且裂纹边缘效应(角度越小)越大,其上方陶瓷层表面亮斑形状变化越趋于内部脱粘裂纹形状。不同形状裂纹尺寸和面积对其上方陶瓷层表面最高温度值影响不同,随着裂纹尺寸和面积增加,3种形状裂纹上方陶瓷层表面最高温度也会增加,裂纹尺寸超过0.5mm后,3种裂纹表面温度差值也逐渐增