CMAS高温腐蚀EB-PVD热障涂层的应力场分析
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- 论文作者：徐光楠 ; 杨丽 ; 周益春 ; WU R T ; CHEN H Y
- 年：2016
- 作者机构：Key Laboratory of Key Film Materials & Application for Equipment(Hunan Province),School of Materials Science and Engineering,Xiangtan University;Key Laboratory of Low Dimensional Materials and Application Technology of Ministry of Education,School of Materials Science and Engineering,Xiangtan University;National Institute for Materials Science;
- 论文关键词：热障涂层 ; CMAS腐蚀 ; 热失配 ; 渗流 ; 扩散-反应 ; 应力场
- 会议召开时间：2016-09-27
- 会议录名称：第十四届全国物理力学学术会议缩编文集
- 语种：中文
- 分类号：V263
- 学会代码：AGLU
- 会议名称：第十四届全国物理力学学术会议
- 会议地点：中国四川绵阳
- 主办单位：中国力学学会物理力学专业委员会
- 学会名称：中国力学学会
- 页数：1
- 文件大小：39k
- 原文格式：O
- 会议级别：全国
摘要
热障涂层(Thermal Barrier Coatings,TBCs)因具有抗腐蚀、高隔热的特性,作为一种高温防护涂层材料被广泛应用于航空发动机的涡轮叶片上。然而,随着发动机推重比的提高,热端部件的燃气温度不断升高,CMAs(CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2)高温腐蚀失效成为制约热障涂层使用寿命的关键问题之一。但是,到目前为止CMAS高温腐蚀热障涂层失效的力学机制还不清楚。我们根据CMAS腐蚀电子束物理气相沉积(Electron Beam-Physical Vapor Deposition,EB-PVD)热障涂层的实验现象,将CMAS的腐蚀机制分为3部分:热失配、渗流、扩散反应,分别建立了CMAS腐蚀热障涂层的热失配模型和渗流反应机制下的理论模型,同时引入相场理论建立了扩散反应机制下的理论模型,分析各应力场分布。结果显示:CMAS与热障涂层的热失配作用导致涂层内部产生很大的应力,环向拉应力导致热障涂层内的T型裂纹产生;相对于热失配和扩散反应作用,CMAS渗流引起的涂层应力很小,CMAS化学反应引起的x方向的最大压应力达-500MPa,涂层体应变约2.6%。
引文