中国科学院工程热物理研究所开展了陶瓷层服役过程中断裂韧性、弹性模量/厚度、界面形貌的演化规律研究，分析了不同喷涂部位曲率、热载荷等因素对热障涂层服役寿命的影响，通过引入涂层剩余强度因子，构建综合几何特征与材料退化的寿命模型，来提升热障涂层寿命预测精度。热暴露中断试验发现，圆管类试样失效模式为端部裂纹萌生，受到热应力和生长应力驱动向另一端扩展，形成纵向贯穿裂纹，导致陶瓷层剥落。研究表明，由于气膜孔应力集中，裂纹扩展路径受到影响，逐渐向孔的部位偏转。热生长氧化层厚度、陶瓷层弹性模量、硬度及断裂韧性的演化规律表明，除断裂韧性外，其余均表现为幂函数生长方式。而断裂韧性受到材料高温性能退化的影响，呈现出不断下降的趋势。热生长氧化层厚度在热暴露条件下对曲率不敏感，圆片试样的热生长氧化层厚度主要受温度影响。上述研究通过归纳涂层退化试验规律，结合数值仿真结果，构建出涂层剩余强度因子，并基于涂层剩余强度因子实现对热障涂层更准确的寿命预测。相关研究成果发表在Journal of Engineering for Gas Turbines and Power上。