热障涂层热震失效寿命定量计算的研究

无机材料学报

热障涂层热震失效寿命定量计算的研究

王引真^1,2; 孙永兴¹; 鄢君辉²; 郑修麟²; 阎国超¹

¹石油大学机械系; 山东东营 257062; ²西北工业大学学院西安, 西安 710072

收稿日期:1998-04-21 修回日期:1998-05-22 出版日期:1999-02-20 网络出版日期:1999-02-20

Thermal Shock Failure Life Calculation of TBCs

WANG Yin-Zhen^1,2; SUN Yong-Xing¹; YAN Jun-Hui²; ZHENG Xiu-Lin²; YAN Guo-Chao¹

¹Department of Mechanical Engineering; University of Petroleum Shandong Dongying 257062 China; ²Institute of Materials; Northwestern Polytechnical University Xi an 710072 China

Received:1998-04-21 Revised:1998-05-22 Published:1999-02-20 Online:1999-02-20

摘要/Abstract

摘要： 研究了热障涂层的热震失效，认为涂层热震失效的本质为应力疲劳失效．建立了涂层热震失效寿命理论计算公式，并用实验结果对公式进行了验证，证明公式能很好地拟合实验结果．提出了评价涂层抗热震性能的指标-临界热震温差范围△Tc．该工作为估算涂层寿命及减少实验工作量提供了理论依据．

关键词: 热障涂层, 热应力, 热震失效寿命, 热喷涂, 陶瓷涂层

Abstract: The thermal shock failure life of thermal barrier coatings (TBCs) was studied. A mathematical model of thermal shock failure and
theoretical calculation formula of the coatings’ thermal shock failure life were established. It is shown that the thermal shock failure mechanism of
coatings is thermal stress fatigue destruction and that the formula accords well with the test results. The critical temperature range Δ T_c
in thermal schok can be used to evaluate the coating’s resistance to thermal cycling. This work provides a theoretical basis for evaluating
the coating’s lifetime and reducing test work.

Key words: thermal barrier coatings, thermal stress, thermal shock failure life, thermal spraying, ceramic coating

中图分类号:

O484

王引真,孙永兴,鄢君辉,郑修麟,阎国超. 热障涂层热震失效寿命定量计算的研究[J]. 无机材料学报.

WANG Yin-Zhen,SUN Yong-Xing,YAN Jun-Hui,ZHENG Xiu-Lin,YAN Guo-Chao. Thermal Shock Failure Life Calculation of TBCs[J]. Journal of Inorganic Materials.

[1]	安文然, 黄晶琪, 卢祥荣, 蒋佳宁, 邓龙辉, 曹学强. 热处理温度对LaMgAl₁₁O₁₉涂层热/力学性能的影响[J]. 无机材料学报, 2022, 37(9): 925-932.
[2]	蔚海浪, 曹学强, 邓龙辉, 蒋佳宁. LaMeAl₁₁O₁₉/YSZ热障涂层热力学性能和热循环寿命[J]. 无机材料学报, 2022, 37(12): 1259-1266.
[3]	朱嘉桐, 楼志豪, 张萍, 赵佳, 孟轩宇, 许杰, 高峰. 稀土钽酸盐(RETaO₄)高熵陶瓷的制备与热学性能研究[J]. 无机材料学报, 2021, 36(4): 411-417.
[4]	桑玮玮, 张红松, 陈华辉, 温斌, 李新春. (Sm_0.2Gd_0.2Dy_0.2Y_0.2Yb_0.2)₃TaO₇高熵陶瓷的制备及热物理性能[J]. 无机材料学报, 2021, 36(4): 405-410.
[5]	冀晓鹃,于月光,卢晓亮. 杂质对氧化锆热障涂层性能的影响[J]. 无机材料学报, 2020, 35(6): 669-674.
[6]	李凯, 李霄, 李箭, 谢佳苗. 基于应力分析Ni-Fe合金支撑固体氧化物燃料电池结构稳定性研究[J]. 无机材料学报, 2019, 34(6): 611-617.
[7]	马伯乐, 马文, 黄威, 白玉, 贾瑞灵, 董红英. 单相双稀土改性SrZrO₃热障涂层的热物理性能[J]. 无机材料学报, 2019, 34(4): 394-400.
[8]	王林, 丁坤英, 林小娉, 李泽, 郑润国, 杨连威. 8YSZ双层热障涂层缺陷演变与微裂纹水浸超声宏观检测[J]. 无机材料学报, 2019, 34(12): 1265-1271.
[9]	王诗阳, 傅宇东, 陈磊, 王玉金. W-Y₂O₃复合材料和梯度材料的制备及力学性能[J]. 无机材料学报, 2018, 33(6): 596-602.
[10]	张小锋, 周克崧, 刘敏, 邓春明, 邓畅光, 陈焕涛. 镀铝表面改性7YSZ纳米热障涂层热震性能分[J]. 无机材料学报, 2017, 32(9): 973-979.
[11]	李大川, 赵华玉, 钟兴华, 陶顺衍. 大气等离子体喷涂的单片层研究进展[J]. 无机材料学报, 2017, 32(6): 571-580.
[12]	谢佳苗, 王峰会. 基于热应力分析的固体氧化物燃料电池阳极功能层优化设计[J]. 无机材料学报, 2017, 32(4): 400-406.
[13]	孙旭轩, 陈宏飞, 杨光, 刘斌, 高彦峰. YSZ-Ti₃AlC₂热障涂层及其高温自愈合行为[J]. 无机材料学报, 2017, 32(12): 1269-1274.
[14]	马榕彬, 程旭东, 邹隽, 李秦煜, 黄霞. SiC纤维/YSZ复合热障厚涂层韧性及热震性能研究[J]. 无机材料学报, 2016, 31(2): 190-194.
[15]	张小锋, 周克崧, 张吉阜, 韩滔, 宋进兵, 刘敏. 粗糙度对热障涂层冲蚀失效的影响及模型建立[J]. 无机材料学报, 2014, 29(3): 294-300.