热障涂层大范围的运用于陆机燃气轮机和航天发动机的高温热端部件,涂层的运用可以更好的下降合金基底的表面温度并进步燃机的热效率,但是,苛刻的执役环境下涂层的脱落往往约束了其惯例运用的寿数。等离子喷涂制备的热障涂层具有典型片层结构特征,未结合的片层界面及扁平粒子间的纵向裂纹构成杂乱的裂纹网络,在热—机械载荷效果基层间界面裂纹产生扩展兼并,这导致了涂层的终究脱落。在实践执役条件下,涂层内各层的热力学功能都是随气温改变的,高温下各层的蠕变行为表现显着,屈从强度也大幅度的下降。此外,粘结层氧化也会诱发巨大的成长应力,这些资料功能的改变在执役进程中是一起发行的。但是,此前文献报导的研讨根本只考虑了特定条件下的单个要素对涂层失效的影响。因而,有必要对多要素一起改变下的热障涂层内应力场的改变进行具体探求,这将为了解涂层内裂纹扩展行为及其失效供给重要的理论基础。
近来,西安交通大学资料学院焊接研讨所蔡洪能课题组,建立了等温热循环条件劣等离子喷涂片层结构热障涂层的有限元模型,经过用户自定义二次开发程序完成高温下合金粘结层的动态氧化进程模仿,根据很多的资料装备,全面深化地剖析了不一样的资料参数对热障涂层内应力散布及状况的影响;该研讨作业提醒了合金粘结层的高温氧化、塑性变形及蠕变行为对涂层失效的联合影响,为开展具有高抗脱落功能的长寿数热障涂层供给重要的理论指导。
上述研讨成果以《循环温度载荷劣等离子喷涂热障涂层内的应力状况:蠕变、塑性变形及氧化物成长的联合影响》为题宣布在闻名学术期刊《陶瓷世界》(Ceramics International)。西安交通大学资料学院博士生魏志远为论文的榜首作者,蔡洪能教授为论文的榜首通讯作者,西安交通大学为论文的榜首通讯作者单位,该论文从投稿到接纳不到11天。该作业得到了国家自然科学基金、国家973方案项目的一起赞助。
此外,魏志远博士于2018年在此期刊上宣布的《根据一个新颖的裂纹扩展和氧化物成长耦合模型的热障涂层动态失效机制剖析》研讨成果被世界闻名工程新闻网站Advancesin Engineering (AIE) 选为有明显奉献的科学论文,并予以高亮专题报导,链接:。