[发明专利]一种用于定型耐火材料形变测试的散斑制备方法

说明书

本发明公开了一种用于定型耐火材料形变测试的散斑制备方法。其技术方案是：采用MATLAB软件生成随机生成初始散斑点或人工随机绘制初始散斑点，即得初始散斑图案。采用平均灰度梯度δ_f对初始散斑图案的质量进行初评，再用平均灰度二阶导数W_f对初评后的散斑图案的质量进行评估，得到优化后的散斑图案。在丙酮试剂中加入碳化硅微粉，均匀化处理后形成散斑混合液。将散斑混合液均匀涂覆在优化后的散斑图案散斑模板上，进行固化处理，得到用于定型耐火材料形变测试的散斑。本发明生产成本低和制备时间短，所制备的用于定型耐火材料形变测试的散斑的大小、形状和厚度可控，图案质量好和测量精度高，适用于1200℃条件下的定型耐火材料形变测试。

技术领域

本发明属于定型耐火材料形变测试技术领域。特别涉及一种用于定型耐火材料形变测试的散斑制备方法。

背景技术

常用的定型耐火材料应变测量方法分为接触法和非接触法。接触法通过使用应变片位移变化获取定型耐火材料局部应变信息；非接触法采用数字图像相关法分析定型耐火材料表面形貌变化。接触法对测量元器件的耐高温性能及高温稳定性要求高、传感器成本较高和线路布置困难，且测量的范围有限，通常只能测量单点或局部的应变等。非接触法对试样无干扰，测量精度高且可进行局部和全局探测，是定型耐火材料在高温服役环境中应变测量的主要方式。

散斑图案是数字图像相关法在材料形变测量中材料高温形变的信息载体，散斑图案的质量会影响到数字图像相关法测量的精度，散斑与试样间的灰度区别及散斑的尺寸、分布和厚度等对测量结果有重要影响。

“一种用于高温环境变形测量的散斑制作方法”(CN 101905210A)专利技术，该技术使用高温无机胶用酒精按体积比7:3稀释后，加入10wt％的CoO粉末，使用毛刷或滴管随机点涂、喷溅或溅撒在经丙酮清洗处理后的试件表面，室温干燥固化24小时制作高温散斑；该方法操作较为简单，但所使用的高温无机胶覆盖区域会对试样形变产生影响，使用毛刷或滴管制作的散斑形状、大小与厚度不易控制，最终影响试验结果；此外该方法制作散斑图案时间过长，限制了该法的推广使用。

“一种用于高温变形测试实验的散斑制作方法”(CN 105043835 A)专利技术，该技术以氧化铝为集料的陶瓷粉末和液体结合剂按质量比3:1混合后均匀处理，将混合液喷涂在试件表面，最后经干燥处理制得高温散斑；该方法操作简单且节省成本，但散斑图案质量难以控制，对试验结果影响较大。

“一种高温散斑及其可调控制备方法”(CN 108195298 A)专利技术，该技术采用硅酸钠溶液为基体，加入二氧化硅粉末和辅助添加剂粉末制成混合液，通过自制的散斑模板将混合液印制在试件表面，其中散斑模板的突起位置为散斑所在点。该技术仅使用平均灰度梯度这一参数作为散斑质量评估参数，无法反映散斑图案灰度表面的光滑性，无法制备出高质量的散斑图案，降低了数字图像相关法的测量精度；且该技术对仪器要求较高，不适于批量制备；此外，凸起型散斑模板不易控制散斑厚度，从而影响斑点对试件附着能力和试件着色程度。

综上所述，现有技术的缺点在于，所制作的散斑形状、大小和厚度不易控制，散斑图案质量较低，制备散斑所需时间过长。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种生产成本低和制备时间短的用于定型耐火材料形变测试的散斑制备方法，该方法制备的用于定型耐火材料形变测试的散斑的大小、形状和厚度可控，图案质量好和测量精度高，适用于1200℃条件下的定型耐火材料形变测试。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：

步骤1、制作散斑图案

采用MATLAB软件在二维平面随机生成初始散斑点或人工随机绘制初始散斑点，即得初始散斑图案。

步骤2、优化初始散斑图案