隔热可磨耗封严涂层界面断裂行为的数值模拟

为探究隔热可磨耗封严涂层的失效行为,研究了界面粗糙度、界面附近可磨耗面层结构对复合涂层开裂的影响规律。采用内聚力模型以及相场法描述裂纹沿界面整体剥落以及可磨耗面层内部断裂行为,揭示了涂层的剥落失效机理。研究发现,随着界面粗糙度的增加,涂层结合强度和开裂趋势呈现相反的变化规律。一方面,无损伤复合涂层界面有效接触面积增大,结合强度提高;另一方面,随着粗糙度的增加,面层内部断裂更加容易。因此,需合理优化界面粗糙度。此外,界面附近面层孔隙会降低界面处的结合强度。据此,选择合适的界面粗糙度,并在可磨耗面层与隔热层之间引入抗开裂致密过渡层,以消除面层孔隙对复合涂层界面强度的弱化作用,设计出抗开裂涂层。