[发明专利]火焰喷枪、热障涂层热循环测试方法及测试系统

权利要求书

1.一种热障涂层热循环测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）对火焰喷枪点火，形成温度均匀且横截面为方形的火焰；

所述火焰喷枪的头端部具有焰气孔，所述焰气孔由第一焰气孔和第二焰气孔组成，所述第一焰气孔呈矩形阵列排布，每相邻的四个所述第一焰气孔构成的矩形对角线交点处设置有第二焰气孔；相邻的两个所述第一焰气孔之间的距离、相邻的两个所述第二焰气孔之间的距离、相邻的所述第一焰气孔与所述第二焰气孔之间的距离均相同；

所述火焰喷枪内注有燃气和助燃气，所述火焰喷枪能够形成温度均匀且横截面为方形的火焰；

所述第一焰气孔和所述第二焰气孔的直径均独立地为0.1-0.3mm；

相邻的两个所述第一焰气孔之间的距离、相邻的两个所述第二焰气孔之间的距离、相邻的所述第一焰气孔与所述第二焰气孔之间的距离均独立地为0.3-0.5mm；

（b）对涂层试样的正面加热至预设保温温度并保温预设保温时间；

（c）在预设保温时间内，对涂层试样的背面进行冷却，使涂层试样内形成温度梯度；

（d）保温结束后，对涂层试样的正面进行冷却至预设冷却温度；

（e）冷却结束后，重复步骤（b）-步骤（e），直至循环次数达到预设值或涂层失效后停止；

步骤（b）中，正面加热时控制燃气和助燃气的总流量20-100L/min，加热距离10-200mm；涂层试样的正面温差小于5℃/cm²；

步骤（c）中，通过压缩空气对涂层试样的背面进行冷却，冷却时控制压缩空气的压力0.1-10MPa，压缩空气的流量0.1-100L/min；方形涂层的正面和背面的温度差在10-800℃；

背冷装置面对方形涂层试样的背面，背冷装置设计有方形阵列背冷气孔，用于均匀冷却方形涂层试样背面，背冷气孔呈均匀六角密排形式，孔直径0.5~0.8毫米，相邻背冷气孔之间距离0.5~0.8毫米；

步骤（d）中，通过压缩空气对涂层试样的正面进行冷却，冷却时控制火焰喷枪与试样之间的距离200-1000mm，压缩空气的压力0.1-10MPa，压缩空气的流量0.1-100L/min。

2.一种实现权利要求1所述的热障涂层热循环测试方法的测试系统，其特征在于，包括试验系统、气控系统和电控系统；

试验系统包括试验台，所述试验台上依次设置背冷装置、涂层试样、正冷装置和所述火焰喷枪；

所述火焰喷枪能够在所述试验台上滑动，靠近或远离所述涂层试样的正面；所述背冷装置面对所述涂层试样的背面，所述正冷装置面对所述涂层试样的正面；

所述气控系统提供压缩空气、燃气和助燃气，所述压缩空气分别与所述背冷装置和所述正冷装置独立地连通，用于控制所述背冷装置和所述正冷装置对所述涂层试样进行冷却，所述燃气和所述助燃气均与所述火焰喷枪连通，用于控制所述火焰喷枪对所述涂层试样进行加热；

所述电控系统包括程序控制器，所述程序控制器与所述气控系统和所述试验系统电连接，用于接收所述试验系统和所述气控系统的通信信号并将其转化为控制信号控制所述试验系统和所述气控系统。

3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述试验台上安装有试样夹具，用于夹持所述涂层试样；

所述试验台上安装有滑轨，所述滑轨上安装有滑动支架，所述火焰喷枪安装于所述滑动支架上；

所述电控系统还包括：电动装置，所述电动装置与滑动支架连接，所述电动装置与程序控制器电连接，用于控制滑动支架滑动。

4.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述背冷装置具有背冷气孔，所述背冷气孔的排布方式与所述火焰喷枪的焰气孔的排布方式相同；

所述背冷气孔的孔直径为0.5~0.8mm，相邻两个所述背冷气孔之间的距离为0.5~0.8mm；

所述正冷装置斜向面对所述涂层试样的正面，所述正冷装置具有正冷气孔，所述正冷气孔呈上密下疏梯形阵列分布，每行正冷气孔数量比上一行数量少一个；

所述正冷气孔的孔直径为0.5~0.8mm。