障涂層黏結(jié)層的表面粗糙度微觀分析顯微鏡
頂部涂層的退化
使得頂部涂層脫落的主要驅(qū)動力是TBC系統(tǒng)各層間釋放所儲存的應(yīng)變能。
頂部涂層所儲存的應(yīng)變能和平面內(nèi)楊氏模量呈線性關(guān)系，但由于之前所述
的原因參數(shù)很難確定，尤其是對于EB-PVD頂部涂層，所以對APS頂部涂層來
說，燒結(jié)導(dǎo)致楊氏模量提高兩倍，這也將導(dǎo)致頂部涂層儲存應(yīng)變能增加相
同的倍數(shù)。當(dāng)應(yīng)變能釋放時就會導(dǎo)致頂部涂層或其附近/TGO平面或垂直于
該平面裂紋的增長。此外，積累、熔化與釩酸鹽及鈉的硫酸鹽（來自燃料
）和鈣鋁硅酸鹽(來自大氣顆粒物的CMAS)在工作溫度下滲透進(jìn)多孔的頂部
涂層都將導(dǎo)致腐蝕性損害。釩酸鹽和硫酸鹽往往與熱腐蝕相關(guān)，CMAS則會
增加涂層的剛度，這將增加停機(jī)時涂層脫落的概率。
一般地，兩種機(jī)制都是由于在飛行過程中發(fā)動機(jī)吸入顆粒而導(dǎo)致材料
脫落的。小顆粒會引起頂部涂層的侵蝕和脫落，大顆粒則可能誘發(fā)變形，
壓縮頂部涂層并使其開裂。由上述機(jī)制所誘發(fā)的頂部涂層的變薄將會加速
黏結(jié)涂層的氧化，從而導(dǎo)致涂層失效。
近期發(fā)現(xiàn)的另一種因素是黏結(jié)層的表面粗糙度。TBC系統(tǒng)在熱循環(huán)時的
應(yīng)力分布會受到黏結(jié)涂層表面粗糙度的影響。與粗糙黏結(jié)涂層轉(zhuǎn)化為分離
氧化物相關(guān)的體積膨脹將導(dǎo)致平面拉伸應(yīng)力的積聚。這些應(yīng)力預(yù)計將會在
氧化粗糙間達(dá)到最大，并且可能導(dǎo)致細(xì)小亞臨界裂紋形核。進(jìn)一步的分層
將在冷卻過程中通過多孑L分離氧化物中裂紋的擴(kuò)展和類裂紋缺陷的增長而
出現(xiàn)。
熱障涂層的壽命預(yù)測
由于熱障涂層的高風(fēng)險性，因此存在對涂層壽命預(yù)測的一般趨勢。這可
以通過正確解讀相關(guān)微觀結(jié)構(gòu)與工作環(huán)境信息的數(shù)據(jù)和模型來完成。目前
，由于缺乏在某些情況下的相關(guān)知識和對工作時熱障涂層的物理、化學(xué)和
機(jī)械性能（以及它們的組合）復(fù)雜變化的了解，因此還無法獲得一個全面
的模型。由于缺乏這樣一種模型，故以氧化為基礎(chǔ)的模型已被確定為主要
機(jī)制。這種模型的建立主要依靠絕熱測試所獲得的氧化動力學(xué)數(shù)據(jù)，這種
通過經(jīng)驗因素修正的模型限制了它在壽命預(yù)測上的可靠性。
