障涂层黏结层的表面粗糙度微观分析显微镜

障涂层黏结层的表面粗糙度微观分析显微镜

  顶部涂层的退化
  使得顶部涂层脱落的主要驱动力是TBC系统各层间释放所储存的应变能。
顶部涂层所储存的应变能和平面内杨氏模量呈线性关系，但由于之前所述
的原因参数很难确定，尤其是对于EB-PVD顶部涂层，所以对APS顶部涂层来
说，烧结导致杨氏模量提高两倍，这也将导致顶部涂层储存应变能增加相
同的倍数。当应变能释放时就会导致顶部涂层或其附近/TGO平面或垂直于
该平面裂纹的增长。此外，积累、熔化与钒酸盐及钠的硫酸盐（来自燃料
）和钙铝硅酸盐(来自大气颗粒物的CMAS)在工作温度下渗透进多孔的顶部
涂层都将导致腐蚀性损害。钒酸盐和硫酸盐往往与热腐蚀相关，CMAS则会
增加涂层的刚度，这将增加停机时涂层脱落的概率。

  一般地，两种机制都是由于在飞行过程中发动机吸入颗粒而导致材料
脱落的。小颗粒会引起顶部涂层的侵蚀和脱落，大颗粒则可能诱发变形，
压缩顶部涂层并使其开裂。由上述机制所诱发的顶部涂层的变薄将会加速
黏结涂层的氧化，从而导致涂层失效。
  近期发现的另一种因素是黏结层的表面粗糙度。TBC系统在热循环时的
应力分布会受到黏结涂层表面粗糙度的影响。与粗糙黏结涂层转化为分离
氧化物相关的体积膨胀将导致平面拉伸应力的积聚。这些应力预计将会在
氧化粗糙间达到最大，并且可能导致细小亚临界裂纹形核。进一步的分层
将在冷却过程中通过多孑L分离氧化物中裂纹的扩展和类裂纹缺陷的增长而
出现。
  热障涂层的寿命预测
  由于热障涂层的高风险性，因此存在对涂层寿命预测的一般趋势。这可
以通过正确解读相关微观结构与工作环境信息的数据和模型来完成。目前
，由于缺乏在某些情况下的相关知识和对工作时热障涂层的物理、化学和
机械性能（以及它们的组合）复杂变化的了解，因此还无法获得一个全面
的模型。由于缺乏这样一种模型，故以氧化为基础的模型已被确定为主要
机制。这种模型的建立主要依靠绝热测试所获得的氧化动力学数据，这种
通过经验因素修正的模型限制了它在寿命预测上的可靠性。

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