中文摘要：

先进涂层材料作为一种关键材料已广泛应用于航天、航空、火力发电等领域。然而在应用中涂层材料过早的界面开裂和剥落问题极大地限制了它的充分应用，因此涂层材料界面结合性能的好坏已成为力学界和材料界高度关注的焦点问题。其中如何发展有效的实验表征方法去评价小尺度下多层结构涂层材料界面结合性能及可靠性是国内外研究人员亟待解决的关键科学问题。本项目以多层结构的热障涂层材料为研究对象，率先将数字图像相关技术和声发射技术结合起来应用到传统横向拉伸法中，实现同步实时无损监测涂层体系界面剪切断裂失效及屈曲剥落破坏，获得三维应变场动态演变、裂纹的扩展规律和临界条件；提出一个包含弹塑性界面层和残余应力场的多层涂层体系界面剪切失效力学分析模型，获得外加拉伸载荷、裂纹饱和密度与涂层本身断裂强度、各层界面结合强度的内在关联；完善热障涂层界面失效准则及宏微观破坏机制，为评价涂层体系界面结合性能提供一种新的实验表征方法。

结论摘要：

在国家自然科学基金资助下，项目组发展了一种基于数字图像相关法、声发射技术和拉伸法的综合实验表征方法，实现了同步实时无损监测涂层材料界面失效过程，获得涂层/基底体系的三维应变场动态演变、裂纹的扩展规律和临界破坏条件；完善了现有的剪滞模型，建立一个包含弹塑性界面层和残余应力场的涂层体系界面剪切失效力学模型，分析外加拉伸载荷、裂纹饱和密度与涂层本身断裂强度、各层界面结合强度的内在关联；对等离子喷涂热障涂层进行了系统研究，完善热障涂层界面失效准则及微观破坏机制，总结出评价一般涂层/基底体系界面结合性能的实验测试方法。共发表与本项目密切相关的研究工作文章10篇(其中8篇SCI，1篇EI，影响因子累计17.563)，申请国家专利5项(授权2项)，授权计算机软件著作权1项；作为主要研究成果申报并成功获批“热障涂层破坏机理及实验表征方法研究”2014年湖南省自然科学奖一等奖；培养出湖南省自然科学基金杰出青年1名，培养硕士研究生9名(其中1篇论文荣获2014年湖南省优秀硕士论文，1名研究生荣获2013年湘潭大学研究生校长奖)；共参加13次国内外大型学术会议，并做口头或分会场邀请报告，多次主持分会场学术会议。