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热障涂层（TBCs）作为航空发动机和燃气轮机重要的热端防护部件,广泛应用于发动机的喷嘴、叶片等关键部位,能够有效提高其工作温度,大大延长了热端部件的服役寿命。随着人们对高推力、高推重比发动机的不断追求,热障涂层的服役温度将不断提高,这就对热障涂层在高温下的可靠性提出了较高的要求。力学性能作为热障涂层的基本性质,是对涂层进行可靠性评估必不可少的的关键参数。目前来看,科研工作者们对热障涂层常温下的力学性能已经进行了充分的研究,而对于高温环境下热障涂层力学性能的研究报道鲜为人知。为此,本文自主搭建了高温环境下的三点弯曲测试平台,并结合声发射测试技术和数字图像相关法两种先进的无损检测技术,实现了高温下对热障涂层的杨氏模量、断裂韧性等关键力学参数的实时原位表征,并结合SEM对涂层的断裂过程进行分析研究。主要研究内容包括:1、以自主搭建的高温环境三点弯曲测试系统为实验平台,对基底和EB-PVD涂层的杨氏模量随温度的演变规律进行了研究。测试结果表明,随着温度的升高,GH536高温合金基底的杨氏模量逐渐降低,由室温的124.866 GPa降低至800℃的77 GPa。陶瓷层的杨氏模量表现出同样的规律,由室温至800℃陶瓷层的杨氏模量逐渐降低,分别为64.013 GPa和22.107 GPa,表明陶瓷层在高温下刚度会有所下降,塑性增加。2、以自主搭建的高温环境三点弯曲测试系统为实验平台,对EB-PVD热障涂层的表面断裂韧性随温度的演变规律进行了研究。随着温度的升高,产生表面垂直裂纹所需要的临界应变逐渐增大。表面断裂韧性表现出相同的规律,随着温度的升高,表面断裂韧性由室温的1.96 MPa?m1/2增加至800℃时4.52 MPa?m1/2,实验过程中发现粘结层存在韧-脆转变现象。3、以自主搭建的高温环境三点弯曲测试系统为实验平台,对EB-PVD热障涂层的界面断裂韧性随温度的演变规律进行了研究。在弯曲载荷的作用下,未氧化的样品未发现陶瓷层/粘结层界面开裂,在粘结层/基底界面出现了横向裂纹。经过1100℃氧化50 h处理的样品在室温下发现了陶瓷层/粘结层界面裂纹,由Suo-Hutchinson模型计算出EB-PVD热障涂层的界面临界能量释放率为29.28J/m2。随着温度的升高,EB-PVD涂层表现出更高的抵抗弯曲载荷破坏的能力,未发现界面裂纹的产生,表明EB-PVD涂层在高温下具有更高的临界能量释放率。