第十五届全国表面工程大会

热障涂层（TBC）是发展先进航空发动机的关键热防护技术，但其在高温复杂环境下服役稳定性较差，界面开裂及早期剥落问题频出。控制热障涂层界面结构稳定性、抑制界面氧化物非受控生长一直是影响热障涂层耐久性亟待解决的关键难题。本文提出利用高重频飞秒激光重熔技术协同控制热障涂层金属/陶瓷界面形貌及微观结构的新方法，以实现界面氧化物稳态生长及热障涂层延寿的目的。具体地，通过耦合高重频飞秒激光热累积效应，实现金属粘结层表面重熔抛光及组织重构；利用改性粘结层表面微结构，控制气相沉积陶瓷层遗传生长行为，揭示改性粘结层与陶瓷层界面相容机制；通过静态氧化及热循环性能测试，探究界面氧化物动态演变规律及热障涂层抗剥落失效机制；形成“粘结层结构调控－陶瓷层界面遗传－氧化层受控生长－热障涂层抗氧化增强”的独特研究思路，最终实现高可靠结合、抗氧化及长寿命热障涂层的可控制备，为我国自主发展先进航空发动机提供科学依据和技术基础。
通过控制高重频飞秒激光热累积行为，能够获得兼具飞秒激光非线性吸收和连续或短脉冲激光热效应共存的改性效果，在涂层表面实现无烧蚀重熔抛光、组织重构及活性元素均匀调控，突破了既有连续或短脉冲激光加工富Al涂层易产生氧化、烧蚀等热损伤局限，同时推进了低效率低重频飞秒激光“冷烧蚀精密减材”向高效率高重频飞秒激光“热熔化结构调控”的新方向发展，为超薄精细结构表面改性提供了新的加工策略。

热障涂层,高重频飞秒激光,界面微观组织结构调控,热生长氧化物,抗氧化机制