[发明专利]一种环境障涂层的无损检测和评价方法

权利要求书

1.一种环境障涂层的无损检测和评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、陶瓷基复合材料样品准备：所述陶瓷基复合材料样品为方形块状结构；

S2、对步骤S1所得的陶瓷基复合材料样品各面进行喷涂，使环境障涂层全包裹所述陶瓷基复合材料样品；

S3、将全包裹有环境障涂层的陶瓷基复合材料样品在高温水氧条件下进行腐蚀实验：

所述腐蚀实验包括历经模拟环境和测试评估两个分步骤：样品每次历经模拟环境后，进行质量变化率测试和涂层表面观察，当试样第i次腐蚀实验后出现以下情况中的一种或以上，判定环境障涂层对SiC基复合材料基体的保护作用失效：质量变化率λ_i超过0.3％、环境障涂层出现起皮、环境障涂层出现脱落；

所述环境障涂层为双层涂层系统，包括靠近基体的粘结层和外层面层。

2.根据权利要求1所述的环境障涂层的无损检测和评价方法，其特征在于，步骤S1中：

所述陶瓷基复合材料为C_f/SiC复合材料、SiC_f/SiC复合材料；

所述块状结构是指陶瓷基复合材料的长和宽尺寸不低于20mm，且厚度范围为：3mm-30mm。

3.根据权利要求1所述的环境障涂层的无损检测和评价方法，其特征在于，所述步骤S2中：

陶瓷基复合材料样品表面尖锐的棱缘进行打磨和圆滑处理，使相邻棱之间形成倒角连接，以实现各个面之间的平滑过渡；随后，对倒角后的陶瓷基复合材料样品各个面进行均匀喷涂，实现环境障涂层对陶瓷基复合材料样品的完全包裹。

4.根据权利要求1所述的环境障涂层的无损检测和评价方法，其特征在于，所述步骤S2中：

对步骤S1所得的陶瓷基复合材料样品各面进行喷涂的方法包括：大气等离子喷涂法、电子束物理气相沉积法、等离子喷涂-物理气相沉积法、化学气相沉积法中的一种或多种；

喷涂过程为：先在陶瓷基复合材料表面上沉积厚度为50～150μm的粘结层，然后在粘结层上沉积厚度为150～300μm的面层，其中粘结层孔隙率为5％-10％、面层的孔隙率为1％-10％。

5.根据权利要求1所述的环境障涂层的无损检测和评价方法，其特征在于，所述步骤S3中：

高温水氧条件下的腐蚀实验步骤如下：

S31、称取全包裹有环境障涂层的陶瓷基复合材料样品的重量；

S32、将全包裹有环境障涂层的陶瓷基复合材料样品置于管式炉中，管式炉的目标温度为800～1700℃，炉管式炉内总压≥1个标准大气压，其中水汽分压1％～99％，对应的O₂分压为99％～1％；炉管式炉内室温到目标温度的升温速度为8～10℃/min；在目标温度保温20h后，再从目标温度降到室温，降温速度为8～10℃/min，从升温开始和降温结束完成一个腐蚀实验周期，从升温开始和降温结束炉管式炉内总压、水气分压和氧气分压保持不变；

S33、每个实验周期结束，进行全包裹有环境障涂层的陶瓷基复合材料样品干燥后称重和涂层表面观察：第i次腐蚀实验周期结束，将全包裹有环境障涂层的陶瓷基复合材料样品干燥后称重，记录试样质量(M_i)，通过公式λ_i＝│M_i-M_i-1│/M_i-1计算其在第i次水氧考核试验时的质量变化率λ_i；同时采用肉眼观察涂层表面是否存在起皮和/或脱落缺陷；当出现下列情况中的一种或梁以上情况时，判定环境障涂层对SiC基复合材料基体的保护作用失效：λ_i超过0.3％、环境障涂层出现起皮、环境障涂层出现脱落；当前累计实验的时间为环境障涂层的有效作用时间。