热障涂层具有隔热、抗腐蚀和耐磨等优良特性,被广泛应用到航空发动机涡轮叶片上以提高发动机效率。热障涂层在苛刻的服役环境下易失效,并且失效过程和模式复杂、检测困难,成为制约热障涂层发展与应用的一大难点。本文结合理论和实验,应用声发射技术对拉伸载荷作用下的热障涂层损伤进行定量评估分析。理论上基于传统剪滞模型发展了一种计算热障涂层表面裂纹密度的理论模型,分析并建立了声发射能量与裂纹密度的定量关系。实验上应用压痕法和剪切法测试计算表面裂纹密度所需力学参数,应用声发射和数字散斑技术实时监测热障涂层拉伸失效过程。通过声发射特征和应变场演变过程分析、判定热障涂层损伤过程和临界阈值,热障涂层失效过程经历表面裂纹起始和扩展、界面裂纹起始和连结以及剥落3个阶段。分析表明,表面裂纹密度实验与理论模型计算结果比较吻合,改进的剪滞模型适用于热障涂层裂纹密度计算。实验上验证了声发射能量与裂纹密度的线性关系,并且线性系数与材料参数有关。