[发明专利]一种热障涂层隔热效果检测方法

说明书

本发明涉及高温构件的热防护技术领域，具体是一种热障涂层隔热效果检测方法，包括S1、根据无热障涂层结构件在不同温度下高温侧与低温侧的温度，拟合无热障涂层结构件低温侧温度与无热障涂层结构件两侧温度差的关系；S2、检测热障涂层结构件的表面温度和基底低温侧的温度，根据无热障涂层结构件低温侧温度与无热障涂层结构件两侧温度差的关系，确定热障涂层结构件的基底高温测的温度；S3、热障涂层结构件的表面温度减去基底高温侧的温度得到热障涂层的隔热效果。本发明充分考虑到基底在不同温度下的温度梯度，增加了检测结果的准确性，且对于同种基底的样品，可一次标定而拟合的结果可重复使用，大大减少了热障涂层隔热性能测试的工作量。

技术领域

本发明涉及高温构件的热防护技术领域，具体涉及一种热障涂层隔热效果检测方法。

背景技术

随着航空航天及民用装备的发展，航空发动机、燃气轮机的热端的温度不断提升。然而绝大多数合金材料的服役温度不超过1000℃。利用热障涂层技术可以有效的保护合金构件，从而提升合金材料的服役温度。热障涂层(thermal barrier coatings,简称TBCs)是将陶瓷粉末喷涂或沉积在金属表面，从而达到隔热和抗氧化等作用。经典的热障涂层结构为双层模型结构，主要包括粘结层(bond coat)和陶瓷层(top ceramic coat)。如图1所示为现有的热障涂层双模型结构，在基底(substrate)上喷涂粘结层BC，粘结层厚度为100-150μm，粘结层上方喷涂陶瓷层，陶瓷层厚度约为300μm。

隔热性能是评价热障涂层的关键指标之一，隔热性能，即隔热效果影响部件基体和热障涂层体系的工作温度，另外热障涂层体系内的温度也间接的影响了该体系的热应力。因此，准确评定热障涂层的隔热性能不但对部件的材料体系设计有着十分重要的意义，而且对热障涂层的工程应用、失效分析及寿命评估也起着决定性的作用。

发明内容

本发明意在提供一种成本低、测量准确的热障涂层隔热效果检测方法。

一种热障涂层隔热效果检测方法，包括以下内容：

S1、根据无热障涂层结构件在不同温度下高温侧与低温侧的温度，拟合无热障涂层结构件低温侧温度与无热障涂层结构件两侧温度差的关系；

S2、检测热障涂层结构件的表面温度和基底低温侧的温度，所述基底与无热障涂层结构件相同，根据无热障涂层结构件低温侧温度与无热障涂层结构件两侧温度差的关系，确定热障涂层结构件的基底高温测的温度；

S3、热障涂层结构件的表面温度减去基底高温侧的温度得到热障涂层的隔热效果。

本发明的有益效果在于：

本发明热障涂层隔热效果检测方法与现有方法对比：

包埋法缺点：热电偶尺寸相对较大，伸入到涂层内部中测量其误差较大。高温所需的S型热电偶价格昂贵。热电偶需要准确贴合到涂层与基底的界面，操作要求较高。

专利申请号为CN201510789455.0，专利名称为：一种预埋热电偶的隔热涂层试件界面温度测试方法所公开的技术，以及专利申请号为CN201710996855.8，专利名称为：隔热涂层试件界面温度测试方法所公开的技术存在的不足是：现在市场上最细的热电偶为0.3至0.5mm，且热电偶在使用时还需要保护套，直径较大，无法测量较薄的热障涂层与基底层界面处的温度，因而无法测量较薄热障涂层的隔热性能。另外，1600摄氏度以上的铂铑型热电偶，价格昂贵，采用预埋热电偶的方式时，热电偶难以取出重复使用。预埋法不适用于较薄的高温热障涂层的测试。