[发明专利]一种多陶瓷热障涂层的残余应力检测方法

权利要求书

1.一种多陶瓷热障涂层的残余应力检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)混料：将陶瓷层材料粉末与发光特性荧光材料粉末混合，利用混料机将复合粉末混合均匀，得到混合陶瓷粉末；

(2)喷涂：对细长状金属基体进行喷砂处理，然后利用等离子喷涂系统，将步骤(1)所得混合陶瓷粉末喷于所述金属基体上，得到陶瓷热障涂层；

(3)构建荧光发光峰与应力状态关系：将步骤(2)制备的陶瓷热障涂层样品置于电子万能试验机进行三点弯曲变形实验，对涂层面朝上和朝下分别进行应力加载，对加载后的涂层选取每5～10mm固定间隔点的试样，利用荧光分度计进行荧光检测，得到涂层发射光谱，分析不同应力状态下荧光发射光谱特征峰位移与未施加应力的喷涂态峰位移偏差，构建并拟合应力与发射光谱特征峰位移关系，得到应力检测依据，获得应力与受力后荧光峰偏移关系；所述应力为压应力或拉应力；

(4)应力检测：陶瓷热障涂层服役一段时间后，检测其荧光发射光谱特征峰位移，通过获得不同掺杂体系的发射谱峰信息，利用已知应力与特征峰关系，反推涂层应力，实现陶瓷热障涂层残余应力检测；

(5)重复步骤(1)～(3)，在金属基体依次沉积不同掺杂体系的混合陶瓷粉末，得到不同陶瓷热障涂层，构建不同陶瓷热障涂层的应力与发射光谱特征峰位移关系；然后按照步骤(4)的方法，实现多陶瓷热障涂层残余应力检测。

2.根据权利要求1所述的多陶瓷热障涂层的残余应力检测方法，其特征在于，步骤(1)所述陶瓷涂层材料为La₂Zr₂O₇和Gd₂Zr₂O₇中的任意一种，所述荧光材料为Y₂O₃：Eu³⁺荧光粉末，所述荧光材料与陶瓷层材料的质量比为1％～30％。

3.根据权利要求1所述的多陶瓷热障涂层的残余应力检测方法，其特征在于，步骤(1)所述混料机的转速为300～600r/min。

4.根据权利要求1所述的多陶瓷热障涂层的残余应力检测方法，其特征在于，步骤(1)所述混料机中有混料球，球料比10:1～10:4，所述混料球为氧化锆或氧化铝球。

5.根据权利要求1所述的多陶瓷热障涂层的残余应力检测方法，其特征在于，步骤(2)所述基体尺寸为长度10～20cm，厚度3～5mm，宽度5～10mm。

6.根据权利要求1所述的多陶瓷热障涂层的残余应力检测方法，其特征在于，步骤(2)所述喷砂采用的是粒度100目～300目的刚玉砂，喷砂压力0.6～0.8MPa。

7.根据权利要求1所述的多陶瓷热障涂层的残余应力检测方法，其特征在于，步骤(2)所述等离子喷涂系统的喷涂功率为20～45kW，喷涂距离为70～120mm。

8.根据权利要求1所述的多陶瓷热障涂层的残余应力检测方法，其特征在于，步骤(2)所述陶瓷热障涂层的厚度为150～500μm。

9.根据权利要求1所述的多陶瓷热障涂层的残余应力检测方法，其特征在于，步骤(3)所述三点弯曲变形实验的跨度为10～20cm，加载速度为0.1mm/min～0.05mm/min，所述跨度的具体值根据样品尺寸确定。

10.根据权利要求1所述的多陶瓷热障涂层的残余应力检测方法，其特征在于，步骤(3)所述荧光检测采用Cu kα靶，波长为电流为80mA～120mA，电压为60kV～100kV，扫描范围为20°～100°，步长为0.02°～0.06°。