[发明专利]一种热喷涂涂层高通量检测装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种热喷涂涂层高通量检测装置及测试方法，包括检测感应模块、零件支撑模块、及控制处理模块三部分；零件支撑模块通过设置分区板将整个空间分为密闭检测区和常规检测区两部分，在密闭检测区设置SKPM检测单元和EN检测单元，在常规检测区设置AFM检测单元和FMM检测单元；本发明将四大模块的探测部分合理的集成到一个装置里，可快速、有效、全面的了解涂层样品的物理和化学性能，可以快速获得性能‑组织‑工艺之间关系，指导研发，建立热喷涂复合涂层高通量评价方法。

技术领域

本发明涉及表面强化及再制造涂层检测技术领域，尤其涉及一种热喷涂涂层高通量检测装置及测试方法,该装置可对热喷涂涂层进行定性、及定量的检测。

背景技术

机械零部件磨损、腐蚀等是零部件失效的主要原因，是关系国计民生的关键性共性问题。全球每年由其造成的经济损失超过了各种自然灾害所造成的损失总和，我国每年由此造成的经济损失达到数以千亿元，还由此造成很多事故，严重威胁人民生命财产安全，并带来了大量资源浪费和严重环境污染。利用热喷涂技术(火焰喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂等)制备纳米涂层可有效解决机械零部件的磨损、腐蚀问题。

现代工程对零部件材料的要求越来越多重化，对材料表面的硬度、弹性模量、微区腐蚀、微观形貌与结构等提出更高的要求。材料表面涂层的研究是解决这一问题方法中的一条必不可少的途径，对涂层多项性质的检测手段是非常重要的研究内容。经过大量调查发现，目前大多数检测设备只能对涂层一项或者几项相近的性能参数进行检测，像原子力显微镜(AFM)可检测得到涂层微观形貌，力调制显微镜FMM(Force ModulationMicroscopy)可得到涂层表面微观力学性能，扫描开尔文探针显微术SKPM(ScanningKelvin Probe Microcopy)可检测得到涂层微区电化学腐蚀性质，电化学噪声测试装置可得到涂层原位无损电化学噪声EN等。想要完整的评价涂层的性能参数，一般需要制作多个样品，并且需要寻找多个仪器设备进行检测，这不仅浪费宝贵的研究时间，降低研究效率，而且在制作多个研究样品和样品移动保存过程中，很难保证样品的一致性，从而增加检测数据的误差，降低评价指标的精度。高通量快速检测技术是指一次可检测多个样品或同一样品进行多种检测的技术，目前高通量的检测方法包括：荧光检测、紫外-可见吸收光谱检测、化学发光检测、电化学检测等；高通量检测技术在药物筛选、医疗诊断、基因测序、生态学等领域有许多应用，并正发挥着重要作用，但是在表面涂层检测领域还有待发展；高通量快速检测技术应用于热喷涂涂层具有重要的经济和社会意义。

热喷涂涂层高通量检测装置可以简单、快速、有效、多元化对一个样品热喷涂涂层进行同时多项检测。具有测试试样制备耗时短，测试周期短、效率高，数据可靠性高的优点，该设备的研制成功可填补热喷涂涂层高通量检测装置的空缺。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有热喷涂涂层高通量检测设备的缺乏，提供一种可以同时对一个热喷涂涂层样品进行多项检测的高通量检测装置及测试方法，利用该装置和方法可以简单、快速、有效的对热喷涂纳米涂层的硬度、弹性模量、微区腐蚀电位与电流、微观形貌与结构、涂层完整性(微裂纹、通孔数量等)等进行定性/定量的分析，获得多元系数据分析图，从而可以快速获得热喷涂复合涂层成分、性能指标、微观结构参数的分布规律，最后可以快速获得性能-组织-工艺之间关系，指导研发，建立热喷涂复合涂层高通量评价方法。

本发明的一种热喷涂涂层高通量检测装置，包括检测感应模块、零件支撑模块、及控制处理模块三部分；

所述的零件支撑模块包括底座、透明外壳、分区板、载物移动平台、样品夹具；透明外壳可拆卸的固定于底座上，形成封闭空间，载物移动平台安装于底座上，样品通过样品夹具夹持固定在载物移动平台上，分区板可拆卸的设置于透明外壳内用于将上述封闭空间隔为彼此隔绝的两部分，每部分空间中均含有部分样品，且其中一部分空间为密闭检测区，另一部分空间的透明外壳上设有竖向开槽，为常规检测区，在密闭检测区设置有气液进口和气液出口；