应用说明—快速压痕技术对隔热涂层的Mapping测试

隔热涂层（TBC）是一种多层多组分的材料，通常应用于各种结构 性组件中提供隔热和抗氧化的保护功能 1。TBC 的构成通常包含 （1）金属间粘结层，一般是 MCrAlY 合金，其中 M=Ni、Co 或两 者兼有；（2）多孔陶瓷表层涂层，如氧化钇稳定氧化锆（YSZ）； 以及（3）高温生长在粘结层和表层涂层之间界面上的氧化物 （TGO）层。不同的微观结构特征也同样存在于 TBC 中，如热喷涂 涂层的薄膜边界、孔隙度、涂层间界面、裂纹等，更是增加了测试 难度。此外，这类涂层通常会应用在各种极端环境下，故材料性能 会随着时间和温度的变化而发生失效，如粘结层中的铝组分的损 耗、TGO 在粘结层—表层涂层界面处的生长、表层涂层的致密化等 2。而现实中，这些失效机制往往是同时并存的，从而最终会导致其 自身微结构的变化或相应组分的改变 3。图 1 是飞机引擎的一张剖 面图，展示了沿气流路径的温度和气压的变化。 鉴于 TBC 涂层的复杂性以及更先进的物性表征技术的涌现，比如这 里所提到的快速力学 Mapping 技术，将这些先进的物性表征技术应 用到 TBC 涂层研究中变得越来越迫切。