[发明专利]一种测试热障涂层隔热温度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热障涂层隔热性能的测量技术，具体涉及一种热障涂层隔热温度的测量方法。

背景技术

目前，热障涂层温差法测隔热性能的方法有：火焰焰流法，具体是在石墨或其它基体表面喷涂一层涂层，氧乙炔火焰加热样品表面，用热电偶测量样品表面和背面的温度，样品前后的温度之差即为隔热温度，该方法缺点是没有对比样品，且加热时间短，样品表面和背面温度稳定时间短，还容易受到周围环境的影响，不能较好的测试热障涂层隔热温度。

发明内容

为了量化地表示热障涂层隔热性能的变化，更好地探索隔热性能的变化规律，本发明的目的是提供一种采用电阻炉测试试样隔热曲线以获得热障涂层隔热温度的方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种测试热障涂层隔热温度的方法，其特征在于，包括下述步骤：

（1）将同一基体材料的有涂层试样和无涂层试样的背面分别焊接K型热电偶，然后分别安装固定在电阻炉改进的绝热炉门的两个通孔中，试样的背面直接与大气接触，试样的前面面向炉膛；

（2）绝热炉门上装有两支S型热电偶，每只S型热电偶的触头紧贴于一个试样的前面中心，负责测量试样的表面温度；试样背面焊接的K型热电偶负责测量试样背面的温度；

（3）对电阻炉通电加热，S型热电偶将温度信号传送到数字温度记录仪，当炉内温度达到1100℃，且稳定一段时间后，停止加热，试样随炉冷却，将温度记录仪的温度数据绘制温度曲线，则热障涂层的隔热效果ΔT就是无涂层试样的背面温度与有涂层试样的背面温度之差。

上述方法中，所述K型热电偶7的焊接工艺如下：

a、将NiCr-NiSi丝用氧乙炔火焰喷枪熔接；

b、将熔接后的NiCr-NiSi接点用微型电容点焊仪焊接于试样后面。

所述加热速率为20℃/min。

所述改进的绝热炉门两个通孔，其朝向炉门里面的一端为喇叭口，该喇叭口位于炉门里面的凸台上，两个通孔中均镶嵌陶瓷管，样品固定在陶瓷管末端，靠近通孔的喇叭口，所述S型热电偶从凸台一侧穿进喇叭口。

与现有的火焰焰流法相比，本发明的优点是：

1、样品前面S型热电偶直接接触样品中心，样品背面焊接K型热电偶，可以真实的测量样品前面和背面的温度，可更精确地测量涂层的隔热温度。

2、设置对比样品，可更准确地获得同一基体试样有无热障涂层的隔热温度，并且隔热效果比较直观。

3、由于使用该方法时，涂层是被加热的状态，因此该方法不仅可测量原始隔热效果，也可测量涂层经一定的热循环次数后，涂层的隔热温度变化情况。

附图说明

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明所涉及电阻炉隔热炉门的结构图。

图2为图1隔热炉门剖视图。

图1、图2中：1、炉门；2、S型热电偶；3、凸台；4、喇叭口；5、样品；6、陶瓷管；7、K型热电偶；8、保温材料；9、炉膛。

图3为本发明实施例试样的超音速等离子喷涂热障涂层隔热曲线。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明的实验装置为常用的电阻炉（电热元件可采用硅碳棒或硅钼棒），采用了一种改进的隔热炉门，包括炉门1，炉门保温材料8为纤维硅酸铝，炉门里面（朝向炉膛9的一面）设置有一凸台3，在凸台上凿两个通孔至炉门外面，将陶瓷管6从门外镶嵌进孔内，样品5装在陶瓷管6末端，靠近通孔的喇叭口4位置并固定，试样前面的喇叭口设有S型热电偶2（从凸台3一侧穿进），试样后面中心处焊接一支K型热电偶7。

实验前准备两个样品，基体材料均为高合3030，直径30mm,厚度3mm，用丙酮对基体进行净化处理，将试样放入盛有丙酮的烧杯中进行超声波振动清洁15min，进行表面除油。然后使用吸式喷砂机处理其中一个样品的表面，进行喷砂（棕刚玉砂），增加表面粗糙度以增大粘结强度。把该处理好的基体试样固定在喷涂台上，采用超音速等离子喷涂设备喷涂陶瓷涂层。无涂层样品只需清洗除油即可，将两个样品后面分别焊接K型热电偶后，装入陶瓷管6内，用陶瓷顶管、顶管锁丝和弹簧（图中未画出）固定好样品。样品背面直接与大气接触，其中有涂层试样的涂层面面向炉膛；将两支S型热电偶（铂铑铂热电偶）触头紧贴于样品前面中心，负责测量试样表面温度；试样背面中心焊接的K型热电偶负责测量有试样背面的温度。

K型热电偶7的焊接流程如下：

a、将NiCr、NiSi丝用氧乙炔火焰喷枪熔接；