[实用新型]一种热障涂层热障性能与热震性能同步测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种测试技术领域的装置，特别是一种热障涂层热障性能与热震性能同步测试装置。 

背景技术

热障涂层一般是由表层陶瓷涂层与中间金属粘结层组成的涂层系统。采用火焰喷涂、等离子喷涂、电子束物理气相沉积等技术，在高温受热部件表面制备热障涂层，利用热障涂层优良的热障作用来保护受热部件基体材料，进而提高受热部件工作温度。热障涂层技术在航空航天、燃气发电等领域广泛应用，目前，热障涂层技术在超高温成形模具方面的应用也有较大进展。 

国内外文献所述的热导率、结合强度、显微硬度等静态常温理化检测指标，不能真实反映受热部件在高温服役工况下的情况。与之相比，涂层的热障性能可以反映热障涂层对部件金属基体的隔热效果，保证金属基体在可耐受温度范围内工作；涂层的热震性能可以直观反映涂层与金属基体结合强度及涂层自身在冷热交替作用下不破坏的循环次数。热障性能和热震性能是评价热障涂层的重要指标。 

热障涂层的热障性能是基于表层陶瓷涂层热导率低，能够有效阻碍服役工况下的高温热能传递给部件金属基体，从而保证金属基体温度相对较低，避免出现金属基体过热而引发早期失效，热障性能通常以涂层表面温度与金属基体温度差值作为判定条件。热障涂层的热震性能是从热弹性理论出发，以涂层中的热应力和材料固有强度之间的平衡条件作为涂层热震断裂依据，以抵抗热应力而不破坏的热循环次数作为判定条件。通过热障涂层的热障性能试验，可深入了解热障涂层的隔热效果，进而结合部件工作温度，确定热障涂层是否可满足实际工况热障需求。通过热障涂层的热震性能试验，可考察热障涂层的失效特点及失效机理，对热障涂层的寿命预测提供依据。 

经对现有技术文献检索发现，热障涂层的热障性能测试试验和热震性能测试试验，都是单独进行的，通常需要两套以上试验装置才能完成试验，不仅耗费更多的时间精力，而且试样热震性能试验过程的温度波动也未能实时记录，对深入分析试样热震失效机理不利。现有技术测试热障涂层热震性能常采用火焰或加热炉加热，冷却方式为试样急速淬水、气冷或空冷，但冷却方式仅限试样涂层表面冷却方式或试样金属基体冷却方式的一种。对用于超高温成形模具上的热障涂层，除采用金属基体冷却外，开模时对模具型腔喷脱模剂时，对涂层表面也有冷却作用。现有技术测试热障涂层热障性能的试验方法，不能完全模拟超高温成形模具热障涂层的服役工况。 

发明内容

本实用新型的技术问题在于克服已有技术热障涂层热障性能与热震性能不能同时测试以及热震测试试验冷却方式单一的技术不足，克服已有技术不能有效模拟超高温成形模具金属基体和表面涂层均有介质冷却的服役工况，提供一种能高效率完成简单试样热障涂层热障性能与热震性能同步测试试验装置，用于实现热障涂层热障性能与热震性能同步测试，包括加热炉、表面冷却装置、陶瓷堵头、进给机构推杆、测温装置、进给机构主机、基体冷却装置以及控制系统，其特征在于： 

所述加热炉加热管与所述试样端部的陶瓷堵头的均为水平方向且同轴；

所述表面冷却装置固定在试样在加热炉外试样停止位置的正上方；

所述陶瓷堵头设有内部导流孔，用于导流通过试样的冷却介质；

所述试样一端安装了陶瓷堵头，另一端插在进给机构推杆上；试样横断面冷却孔为通孔，并试样横截面中心区阵列分布；试样横断面测温孔设置为半径方向均匀分布；

所述进给机构推杆通过压板固定在进给机构主机的左侧；

所述测温装置通过外接热电偶插入所述试样基体内部；

所述进给机构主机设置在基体冷却装置的上面；

所述基体冷却装置上表面设有冷却液体溢流槽；

所述控制系统集成在所述加热炉控制面板上。

进一步地，所述的进给机构推杆和进给机构主机设有心部管路，心部管路个数、直径及位置与所述试样的冷却孔和测温孔的个数、直径及位置相一致。 

进一步地，所述的进给机构主机还装有统计试样进出加热炉次数的计数器。 

进一步地，所述的测温装置是外接热电偶的温度记录仪，外接的热电偶穿过所述进给机构推杆的心部管路插入所述试样基体内部，热电偶的个数和直径与所述试样测温孔的个数和直径相一致。 

进一步地，所述的控制系统为PLC控制器。