航空热障涂层界面形貌-热-机械应力关系的研究

揭示涂层失效机制对于热障涂层（TBCs）在航空热端部件中的使用有着重要意义。本研究采用数值模拟方法，引入界面材料热物性参数的非线性特征，构建YSZ/TGO/BC界面的三维数值模型。通过对实际涂层界面微观形态特征（凹坑、凸起和大颗粒氧化物等）的观察与剖析，抽象归纳出界面的基本形态单元，应用数值模型系统研究各种基本形态单元的应力分布机制；在此基础上，将各种基本形态单元进行不同类型的组合，形成多种形态特征界面，进而计算并分析这些界面的应力分布规律；通过实际涂层界面残余应力和数值模拟计算结果的对比，验证和调校理论数值模型，最后利用校核后的理论数值模型对TBC界面进行优化计算与设计，并给出应力分布较为理想的界面应具有的形态特征，为实际热障涂层的制备及其使用寿命的延长，提供理论指导和依据。