一种热障涂层失效的测试系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105510213A(43)申请公布日2016.04.20(21)申请号201510905974.9(22)申请日2015.12.09(71)申请人中国科学院上海硅酸盐研究所地址200050上海市长宁区定西路1295号(72)发明人王亮倪金星钟兴华赵华玉邵芳刘晨光庄寅陶顺衍(74)专利代理机构上海瀚桥专利代理事务所(普通合伙)31261代理人曹芳玲姚佳雯(51)Int.Cl.G01N17/00(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图4页(54)发明名称一种热障涂层失效的测试系统及方法(57)摘要本发明提供一种热障涂层失效的测试系统及方法，该系统包括：用于涂层热冲击寿命检测的高温强热流密度循环热考核装置，其具备：用于固定涂层试样的固定单元，和对所述涂层试样进行循环加热的加热单元；用于涂层失效的声发射信号检测装置，其具备对涂层失效过程中的声发射信号进行检测的声发射传感器，接收来自所述声发射传感器的声发射信号并进行处理以提前预测涂层破坏临界时间点的声发射信号处理单元。本发明用于高温强热流密度循环热冲击条件下热障涂层失效的原位动态无损实时在线监测。CN105510213ACN105510213A权利要求书1/1页1.一种热障涂层失效的测试系统，其特征在于，包括：用于涂层热冲击寿命检测的高温强热流密度循环热考核装置，其具备：用于固定涂层试样的固定单元，和对所述涂层试样进行循环加热的加热单元；用于涂层失效的声发射信号检测装置，其具备对涂层失效过程中的声发射信号进行检测的声发射传感器，接收来自所述声发射传感器的声发射信号并进行处理以提前预测涂层破坏临界时间点的声发射信号处理单元。2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述加热单元包括用于对所述涂层试样的表面喷射火焰的加热器。3.根据权利要求1或2所述的测试系统，其特征在于，所述固定单元包括用于夹持所述涂层试样的工装。4.根据权利要求1至3中任一项所述的测试系统，其特征在于，所述高温强热流密度循环热考核装置具有使循环加热后的所述涂层试样进行冷却的循环冷却机构。5.根据权利要求1至4中任一项所述的测试系统，其特征在于，所述高温强热流密度循环热考核装置具有循环切换试样工位的切换机构。6.根据权利要求1至5中任一项所述的测试系统，其特征在于，所述声发射信号检测装置可装卸地固定在与所述高温强热流密度循环热考核装置对应的试样工位上。7.根据权利要求1至6中任一项所述的测试系统，其特征在于，所述声发射信号检测装置具有声发射信号接触与耦合通道。8.一种采用根据权利要求1至7中任一项所述的测试系统执行的热障涂层失效的测试方法，其特征在于，包括：将涂层试样固定于高温强热流密度循环热考核装置中，并对所述涂层试样进行循环加热；通过声发射信号检测装置的声发射传感器对涂层失效过程中的声发射信号进行检测；通过所述声发射信号检测装置的声发射信号处理单元接收来自所述声发射传感器的声发射信号并进行处理以提前预测涂层破坏临界时间点。9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述声发射信号检测装置耦合在所述高温强热流密度循环热考核装置上，且所述声发射信号检测装置与所述高温强热流密度循环热考核装置同步运行，以实时动态监测声发射信号。2CN105510213A说明书1/9页一种热障涂层失效的测试系统及方法技术领域[0001]本发明涉及热障涂层性能检测领域，具体地，涉及一种热障涂层失效的测试系统及方法，尤其是，涉及一种用于高温强热流密度循环热冲击条件下热障涂层失效的原位动态无损实时在线监测的联合测试系统及测试方法。背景技术[0002]热障涂层在高温条件下的失效一直是热障涂层研究关注的重点命题。通过对热障涂层失效模式与失效机制的研究，有助于判断热障涂层的破坏方式及服役破坏的临界点。热障涂层在高温服役条件下的失效是一个高度非线性的过程。它的失效形式和破坏的临界点是温度，温度梯度，材料本构，残余应力，外部腐蚀性介质，外部空气对流系数的函数。但涂层的失效归根结底都是涂层内部或界面处裂纹萌生，扩展及传播，最后发生涂层剥落。[0003]对热障涂层失效的检测通常有有损的方法和无损的方法，有损的方法，通常会一定程度上破坏涂层样品，会使得涂层内部萌生和产生裂纹从而掩盖了涂层失效的真实信息。而无损检测方法则不需要破坏涂层样品，更能真实地反映涂层实际破坏情况。[0004]声发射技术利用涂层内部发射裂纹时，产生弹性应变能，以应力波的形式对外释放能量，通过灵敏的电子仪器能够将此应力波采集，并经过集成放大得到声发射信号，通过信号的反馈反推材料失效的“源”的信息。[0005]先前对热障涂层失效方面的无损表征，特别是声发射方面的研究大多集中在常温条件下，如弯曲载荷下（三点弯