刘冬冬，唐达培

(西南交通大学 力学与工程学院， 成都　610031)

等离子喷涂热障涂层在制备过程中，喷涂的工艺过程决定了涂层中必然存在孔隙。涂层中的孔隙一方面可提高涂层的隔热性能，另一方面又会使涂层的综合力学性能下降[1]。孔隙的存在会对声子的传播路径造成紊乱，降低声子平均自由程，进而导致涂层的导热率减小[2]；孔隙也是涂层中裂纹扩展的来源，一旦孔隙通过连通的方式扩展，孔隙的存在就会加速裂纹的产生及扩展，进而造成涂层的过早剥落[3]。孔隙问题一直是等离子喷涂涂层研究中的关键问题。国内外很多学者对涂层孔隙进行了多方面的研究。Jan Medricky等[4]发现：适当地改变喷涂参数可以控制涂层中孔隙的微观结构特征和孔隙率。Wang等[5]通过有限元模拟定量地分析了孔隙方位角、孔隙体积分数和孔隙形状系数对有效导热系数的影响。张红松等[6]针对等离子喷涂技术制备的热障涂层，利用定量金相技术对涂层孔隙情况进行分析，得出涂层中的孔隙可分为3种类型，分别是等轴圆形孔隙、不等轴扁平状孔隙以及缝隙状孔隙。廖红星等[7]研究了陶瓷层与界面孔隙率对热障涂层寿命及其失效机制的影响，发现高孔隙率的孔隙热障涂层比致密热障涂层寿命增加了1倍。刘前等[8]基于有限元分析了大孔洞、纵向裂纹以及不同孔径的孔隙对涂层残余应力的影响，结果表明：大孔洞与纵向裂纹对涂层残余应力影响较大。近年来，随着热喷涂层在各工程领域的广泛应用，涂层孔隙对涂层服役性能的影响引起人们的高度关注，孔隙问题的研究对于提高涂层质量具有重要的科学意义。……