障涂層黏結層的表面粗糙度微觀分析顯微鏡
頂部涂層的退化
使得頂部涂層脫落的主要驅動力是TBC系統各層間釋放所儲存的應變能。
頂部涂層所儲存的應變能和平面內楊氏模量呈線性關系，但由于之前所述
的原因參數很難確定，尤其是對于EB-PVD頂部涂層，所以對APS頂部涂層來
說，燒結導致楊氏模量提高兩倍，這也將導致頂部涂層儲存應變能增加相
同的倍數。當應變能釋放時就會導致頂部涂層或其附近/TGO平面或垂直于
該平面裂紋的增長。此外，積累、熔化與釩酸鹽及鈉的硫酸鹽（來自燃料
）和鈣鋁硅酸鹽(來自大氣顆粒物的CMAS)在工作溫度下滲透進多孔的頂部
涂層都將導致腐蝕性損害。釩酸鹽和硫酸鹽往往與熱腐蝕相關，CMAS則會
增加涂層的剛度，這將增加停機時涂層脫落的概率。
一般地，兩種機制都是由于在飛行過程中發動機吸入顆粒而導致材料
脫落的。小顆粒會引起頂部涂層的侵蝕和脫落，大顆粒則可能誘發變形，
壓縮頂部涂層并使其開裂。由上述機制所誘發的頂部涂層的變薄將會加速
黏結涂層的氧化，從而導致涂層失效。
近期發現的另一種因素是黏結層的表面粗糙度。TBC系統在熱循環時的
應力分布會受到黏結涂層表面粗糙度的影響。與粗糙黏結涂層轉化為分離
氧化物相關的體積膨脹將導致平面拉伸應力的積聚。這些應力預計將會在
氧化粗糙間達到最大，并且可能導致細小亞臨界裂紋形核。進一步的分層
將在冷卻過程中通過多孑L分離氧化物中裂紋的擴展和類裂紋缺陷的增長而
出現。
熱障涂層的壽命預測
由于熱障涂層的高風險性，因此存在對涂層壽命預測的一般趨勢。這可
以通過正確解讀相關微觀結構與工作環境信息的數據和模型來完成。目前
，由于缺乏在某些情況下的相關知識和對工作時熱障涂層的物理、化學和
機械性能（以及它們的組合）復雜變化的了解，因此還無法獲得一個全面
的模型。由于缺乏這樣一種模型，故以氧化為基礎的模型已被確定為主要
機制。這種模型的建立主要依靠絕熱測試所獲得的氧化動力學數據，這種
通過經驗因素修正的模型限制了它在壽命預測上的可靠性。
