熱障涂層的界面形貌對TGO層生長行為的作用機制

摘要：通過對陶瓷層/粘接層界面應力和熱生長氧化物(thermally grown oxides,TGO)層的生長規律分析,研究涂層界面凸起對TGO生長行為的作用機制。結果表明:TGO在陶瓷層/粘接層界面凸起區域的生長速率高于其他區域;由ANSYS有限元軟件應力分析可知,隨著界面粗糙度的增加(10μm增至20μm),涂層的界面應力增加(185 MPa增到406 MPa);TGO層的厚度增加(1.6μm增至9.3μm)同樣會使界面應力增加(142 MPa增大到574 MPa);此外,在高溫氧化過程中,陶瓷層/粘接層界面凸起區域主要表現為拉應力,凹陷區域為壓應力;拉應力能夠促進TGO層的快速生長,壓應力則會抑制TGO的生長速率;在保證涂層有效結合強度的前提下,降低粘接層的表面粗糙度,能夠有利于降低涂層的界面應力以及減緩TGO的生長速率,從而提高熱障涂層高溫穩定性。