纳米ZrO_2热障涂层烧蚀及失效行为研究

作者：张均锋; 穆丹

来源：固体力学学报, 2013, S1: 143-150.

DOI：10.19636/j.cnki.cjsm42-1250/o3.2013.s1.025

• 热障涂层
• 等离子风洞
• 有限元模拟
• 失效分析 thermal barrier coating
• plasma wind tunnel
• finite element simulation
• failure analysis

对纳米ZrO2表面涂层试样进行了冷却和无冷却两类等离子风洞烧蚀实验考核,并对实验后的试样表面进行了扫描电镜(SEM)分析,实验发现纳米ZrO2表面涂层存在两种破坏模式,即表面剥落和裂纹.通过对实验过程进行热应力耦合瞬态有限元模拟计算,分析了两类实验中试样的温度场和应力应变场分布,通过分析可知:试样表面纳米ZrO2热障涂层抗烧蚀的温度为1900K以上;无冷却试样的受热破坏模式主要为压剪破坏;背部有冷却试样的破坏包含两种机制,即压剪和屈曲失稳,且屈曲失稳破坏是由于停止加热后基体的快速降温所致.该研究结果可为表面纳米ZrO2热障涂层的设计分析提供依据,所采用实验和分析方法也可用于进一步探讨复杂环境下...

• 出版日期2013
• 单位中国科学院力学研究所