【摘 要】
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热障涂层（Thermal barrier coatings,简称TBCs）用于涡轮发动机的高温部件上,为基底提供保护,并提高涡轮发动机的工作温度。热障涂层在服役过程中,热失配应力和热生长应力常集中于热生长氧化物层（Thermal grown oxide,简称TGO）处,热障涂层内应力的积累为裂纹的产生,扩展与合并提供了驱动力,造成涂层失效剥落,即TGO层成为热障涂层体系最易失效的区域。因此,TGO
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热障涂层（Thermal barrier coatings,简称TBCs）用于涡轮发动机的高温部件上,为基底提供保护,并提高涡轮发动机的工作温度。热障涂层在服役过程中,热失配应力和热生长应力常集中于热生长氧化物层（Thermal grown oxide,简称TGO）处,热障涂层内应力的积累为裂纹的产生,扩展与合并提供了驱动力,造成涂层失效剥落,即TGO层成为热障涂层体系最易失效的区域。因此,TGO残余应力分布状况是判断至关重要。基于此,本论文中开展了“涡轮叶片热障涂层TGO残余应力荧光拉曼测试系统”的研制,通过Blender软件进行了设备运行模拟,为设备搭建提供指导。最后对涡轮叶片结构的热障涂层样品进行TGO残余应力分布云图绘制,完成设备的实验验证。本文主要研究内容如下:（1）参照目前光激发荧光压电光谱（Photo-stimulated luminescence piezo-spectroscopy,简称PLPS）设备的研制思路,确定PLPS设备的搭建思路。提炼PLPS全域检测设备搭建中的关键工程性问题,完成PLPS全域检测系统各模块的设计。（2）在Blender软件对构建的PLPS全域检测设备进行建模,对PLPS设备的全域检测方式进行模拟,找出最佳方式。最后在Blender软件中对PLPS全域检测设备进行模拟运行,分析设备工作参数测试结果的影响。（3）通过电子束气相沉积（EB-PVD）完成涡轮叶片样品陶瓷层制备,结合SEM分析样品基底曲率对陶瓷层柱状晶生长取向的影响。并通过搭建的PLPS全域检测设备对涡轮叶片样品进行TGO残余应力的测试,完成TGO残余应力分布云图的绘制与设备的可行性验证。
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