TiAl涂层中孔洞对微裂纹影响的分子动力学研究

采用分子动力学方法分析单孔洞与多孔洞状态下TiAl涂层内部机理变化,构建涂层模型,进行拉伸模拟,得到了应力-应变曲线和能量变化,并通过实验结果加以验证.结果表明:TiAl涂层内微裂纹会沿预设孔洞方向扩展;基于模拟进行DXA分析,在拉伸作用孔洞诱发裂尖产生1/<6112>型位错,裂尖不断向[110]和[(1)10]晶向发射位错,位错塞积导致微裂纹扩展到一定程度,产生1/<6110>型位错,位错运动相互抵制,抑制裂纹向前扩展.当单个孔洞在裂纹右上30°时,系统应力极值最大,微观结构中的其他原子结构和FCC晶体结构向HCP和BCC晶体结构转变,体现出孔洞对微裂纹扩展的引导作用增强.当体系存在多个孔洞时,体系的应力极值最小,拉伸过程中原子结构转变增加的较少,裂纹扩展较快,致使涂层开裂失效.