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涂层涂敷质量的红外热波无损检测
一、引言
涂层作为一种常见的表面处理方式，在现代产业中具有广泛的应用。如今，涂层作为一种保护材料，已经成为现代工业的不可或缺的一部分。涂层涂敷的质量问题是涂层应用领域中的一个重要问题，不好的涂层涂敷可以导致涂层的质量缺陷，对其防腐防锈、机械强度、耐磨损性能等性能产生不良影响，因此涂层涂敷质量的检测变得极为重要。在涂层表面涂敷后，进行红外热波的无损检测可以帮助测量涂层的厚度、表面不平整度、连续性、分布集中以及界面清晰度等性质。本文旨在系统介绍涂层涂敷质量的红外热波无损检测技术。
二、涂层的应用
涂层是被广泛应用的一种表面处理方式。除了日常生活中常见的油漆、涂料，涂层在工业领域也有着广泛的应用。在汽车工业和钢铁冶金行业中，涂层的应用多以保护和防腐为主要目的。
1.汽车工业
随着时间和使用的增加，车辆的外观和底盘很可能会遭受物理和化学腐蚀。为了在汽车使用寿命内保持车辆的外观和功能，生产商通常会在车身和底盘的表面涂上一层涂层材料。这些涂层不仅仅用于美观，还可以提供附加的防腐和防蚀保护，尤其是对于雨水、沙石、盐和化学物质等。
2.钢铁冶金行业
在钢铁冶金行业，涂层主要用于防腐和耐磨损。在封闭环境下，因为潮湿和空气中的氧气等，钢铁表面的金属会被氧化和腐蚀。遮盖在表面的涂层材料可以防止钢铁表面被金属和空气氧化，从而保护钢铁材料。
三、涂层涂敷质量问题
涂层的应用往往需要高精度的涂层涂敷质量，涂层涂敷质量差会直接导致不良的涂层性能。涂料不会在表面形成均匀坚实的涂层，因此，施加的涂层必须满足一定的标准。
1.涂层厚度
涂层厚度是涂层涂敷质量的一个重要因素。如果涂层太薄，涂层可能无法发挥应有的保护功能，涂层厚度过大不仅会增加成本，也不必要的负担了涂层附着力。涂层涂敷质量差可能会导致涂层厚度不均匀。
2.表面不平整度
在涂层制造过程中可能会出现表面不平整度的问题，如因坑洞和隆起物造成的密封不足、腐蚀等问题。表面不平整度问题的出现可能会导致涂层涂敷质量下降。
3.连续性
涂层材料的连续性是一个重要的质量因素。当涂层不充分涂敷时，会形成空洞或断层。这种连续性差可以导致涂层失去保护性能，从而导致腐蚀、蚀刻、氧化和磨损等问题。
4.分布集中
涂层材料在涂敷时可能会聚集在某个区域，这可能会导致涂层的不稳定性，使涂层无法密封。
5.界面清晰度
涂层涂敷质量问题的另一个方面是涂层与底材的界面清晰度，涂层的粘附力可能会削弱或消失，从而影响涂层的使用寿命。
四、红外热波无损检测技术的基础原理
对涂层的质量进行检测需要使用专业的仪器和技术。红外热波无损检测技术就是这样一种技术。
红外辐射可以被涂层和底材吸收，并在这些材料中产生热量。改变温度可以改变涂层和底材的热辐射，因此可以使用热成像仪或红外热录仪来检测涂层的变化。涂层的不同材料会反射和吸收不同的波长，这只是涂层材料的性质之一，如果区分出不同材料则可采用红外光谱技术。
一般前端会通过摄像头带出涂层的温度变化，红外成像技术则是利用了该现象加以技术手段和数据处理。
涂层中存在两个主要的热传导路径。深度为大约一个热传导长度，表示热量能够沿涂层厚度方向扩散的距离。第二个路径是横向热传导路径，正好面向涂层表面。这种传导通常通过热导率比涂层高的底材传导很迅速。如果涂层比较厚，则可以通过反复扫描涂层表面来减小可能出现的横向热传导效应。对于较薄的涂层，可以使用打破对称性、多角度红外反射图案以及深度调制技术来刻意引入表面点热源，以达到对更薄涂层的检测。
五、红外热波无损检测技术的应用
红外热波无损检测技术在涂层涂敷质量检测方面应用广泛。具体可用于涂层厚度测量、涂层表面不平整度检测、涂层连续性检测等。
1.涂层厚度测量
使用红外热波无损检测技术可以测量涂层的厚度。根据涂层材料的吸收率，可以计算获得热波贡献。热量扫描成像和计算算法则可用于计量涂层厚度、发现涂层中的不连续性并考虑横向传导效应。
2.涂层表面不平整度检测
涂层涂敷过程中可能存在表面不平整的问题，而红外热波无损检测技术可以用来测量这些不平整度的程度。如涂层之间缝隙或孔洞等表面缺陷可以通过测量热能分布图像来检测。此外，该技术还可以测量出非均匀性和膜压差等参数，同时还可以检测出底材表面的曲面度和成形度偏差。
3.涂层连续性检测
涂层连续性是涂敷质量的另一个重要因素，利用红外热波无损检测技术可以实现大规模涂层的连续性检测。通过检测热能图像的不均匀性，可以定量测量薄膜的缺陷和涂层中空的体积分数。此外，涂层内的涂料或颜色可能会因含各种色染料而有所变化，因此不同涂料的颜色差异可以为在涂层厚度、成分和结构等方面的检测工作提供参考依据。
六、总结
涂层已经成为现代工业不可或缺的一部分，然而涂层涂敷质量的问题依然存在。涂层涂敷质量的检测变得极为重要。红外热波无损检