[实用新型]热防护涂层抗热腐蚀性能的测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及热防护涂层的测试装置，具体涉及一种热防护涂层抗热腐蚀性能的测试装置，尤其是可综合模拟热防护涂层服役环境的各种参数的抗热腐蚀性能的测试装置。 

背景技术

硅基陶瓷由于其在高温（例如1300 ℃以上）下具有良好的结构稳定性和化学稳定性，耐冲击等性能，因而被认为其能取代镍基超合金，成为应用于更高温度的涡轮发动机热端部件的理想结构材料。但是由于发动机内部的服役环境恶劣，通常会含有H₂O（10%）和Na₂CO₃、Na₂SO₄等气体，会对硅基非氧化物陶瓷材料造成腐蚀，从而导致陶瓷的碎裂破坏。因此，为了使硅基陶瓷材料在服役环境下保持稳定，需要在其表面上应用热防护涂层，以隔绝腐蚀性气氛，延长硅基陶瓷材料的使用寿命。 

热防护涂层，例如热障涂层（TBCs），具有抗高温腐蚀、抗高温氧化以及良好的隔热效果能优越性能，不仅可以提高涡轮发动机热端部件的工作温度，延长发动机的使用寿命，而且还能提高发动机燃料燃烧效率，提升发动机性能。因而，热防护涂层广泛应用于航空、船舶、能源等领域。 

然而，热防护涂层抗热腐蚀作用也不是绝对的，其在高温工况下服役时，涡轮发动机高温运行环境及环境中含有的高温蒸汽、熔盐和氧化物等杂质也可能会腐蚀涂层表面，并借助于气孔、微裂纹等向涂层内部渗入，而使涂层失去保护作用。因而，热防护涂层其本身的抗热腐蚀性能测试也是研究和开发过程中的关键课题。 

关于热防护涂层的抗热腐蚀性能测试，目前还没有相应的国标提供详细的性能测试规范。但是，如上述热防护涂层主要应用于航空领域，服役条件恶劣，损坏后果严重等问题应得到特别的关注，而国标没有相应的抗热腐蚀性能测试的相关内容，这显然会影响到对热防护涂层的客观评价以及后期的应用价值的评估。 

因此，需要提供热防护涂层的抗热腐蚀性能测试的一个可行的评价体系，有利于对热防护涂层的综合性能更加实际地进行评价，推动相关产品的提高和优质产品的普及。由于发动机内部的环境复杂，要准确评价涂层材料在相应的服役环境下的抗热腐蚀性能，最重要的是能够模拟实际发动机环境的各种参数。因而，热防护涂层抗热腐蚀性能的测试装置的开发已成为了热防护涂层抗热腐蚀性能评价的重点。 

目前，国内外的论文和专利中到对发动机服役环境进行系统地模拟测试的装置报道还较少。常见的热防护涂层材料的抗热腐蚀性能的测试，通常是将测试样品先预热到一定温度，然后通入具有一定气流速度的含水蒸汽的空气或直接在样品表面涂上一层腐蚀性熔盐（例如碱性熔盐）以测试其对样品的腐蚀性。前者无法准确推断在有腐蚀性熔盐存在的情况下，腐蚀速率的变化；后者样品表面的熔盐浓度远远超过实际服役环境中相应的浓度，同时由于不存在高速的含水气流，样品在腐蚀过程中挥发失重也变慢，同样无法推断准确的服役寿命。 

CN 101865814 A公开一种热障涂层抗高温熔盐腐蚀的测试方法和测试装置，其针对上述直接将溶液涂刷在样品表面的问题，提供一种能够模拟腐蚀熔盐高温蒸汽的腐蚀环境，通过在封闭容器中设置放置有腐蚀性熔盐粉的器皿，并在器皿下部设有加热源、器皿上方则搁设测试样品，通过反复加热、称重直至测试样品出现裂纹。然而，CN 101865814 A虽然一定程度上能反映热障涂层在高温环境下抗熔盐蒸汽腐蚀性能的情况，但仍未同时考虑高温水蒸汽等对涂层的腐蚀的情况。 

实用新型内容

本发明人意识到，提供一种能够综合考虑到服役温度、气流速度、水蒸汽和腐蚀性熔盐蒸汽等多种环境因素的测试装置是有利的。 

在此，本实用新型提供一种热防护涂层抗热腐蚀性能的测试装置，包括腐蚀性气体发生装置、样品检测区和样品分析装置，其中所述腐蚀性气体发生装置产生的腐蚀性气体通过腐蚀性气体输送通道输送至样品检测区，所述腐蚀性气体发生装置包括水蒸汽发生器和熔盐蒸汽发生器，所述样品检测区包括加热器。 

如果采用该实用新型，分别通过所述腐蚀性气体发生装置产生的腐蚀性气体通过腐蚀性气体输送通道输送至样品检测区，并在高温下对样品进行腐蚀。而且腐蚀性气体包括水蒸汽发生器产生的水蒸汽和熔盐蒸汽发生器产生的熔盐蒸汽，可综合考虑到服役温度、水蒸汽和腐蚀性熔盐蒸汽等多种环境因素，可以很好地模拟涂层的实际服役环境。 

又，所述腐蚀性气体发生装置可以包括通过气体输送通道串行连接的水蒸汽发生器和熔盐蒸汽发生器。