重点实验室制订国际标准ISO 21456: 2025（光激发荧光压电光谱法检测TGO层的残余应力）。热障涂层(TBC)是一种用于航空发动机和燃气轮机高温热端结构部件表面的防护涂层，可显著提高抗氧化和耐腐蚀性能，延长高温热端结构部件的服役寿命。然而，在TBC服役过程中，热生长氧化物(TGO)层的生成将导致涂层体系内部应力的增大，最终导致涂层失效。该标准主要规范了通过光激发荧光压电光谱法(PFPS)无损检测TGO层残余应力的测试方法，以及相应的基体条件和测试条件，为TBC的寿命评估和失效机制分析提供了重要依据。该标准由安徽工业大学、华电电力科学研究院有限公司、北京航空航天大学、东方电气集团东方汽轮机有限公司、中国特种设备检测研究院、中国联合重型燃气轮机技术有限公司、航天材料及工艺研究所、上海华电奉贤热电有限公司联合制订（排名不分先后）。
主要内容：
(1)TBC系统组成：由金属粘结层和陶瓷顶层组成，可以有效地减少热量通过涂层体系传递到基体表面。在高温环境服役过程中，陶瓷顶层与金属粘结层界面处生成TGO层。
(2)PFPS检测原理：当特定波长的激光垂直照射TBC表面时，能够激发TGO层中微量元素Cr³⁺的荧光光谱，将Cr³⁺荧光光谱的特征峰与无应力状态下的特征峰进行对比，根据特征峰的偏移量计算TGO层中的残余应力分布。
(3)PFPS试验方法：首先对PFPS设备校准；然后选择合适的激光波长、功率和检测范围，确保光源垂直照射样品并精确聚焦；当系统界面出现R₁和R₂特征峰时采集数据(可选择蓝宝石的拉曼峰作为无应力状态下的标准峰)。
(4)残余应力计算：R₂峰的位移波数与TGO中残余应力的线性关系可由公式表示：
∆v=1/3Πiiσjj
∆v—R₂峰的频率位移，单位为cm⁻¹；Πii—α-Al₂O₃的应力系数，单位为cm⁻¹/GPa；σjj—参考标准方向的应力，单位为GPa。
（撰稿：吴旺朋 张振亚 审核：张林 张世宏）
