[发明专利]高温环境热障涂层表面和界面断裂韧性三点弯曲检测方法

说明书

本发明公开了高温环境热障涂层表面和界面断裂韧性三点弯曲检测方法，包括：在基底层上以第一预设参数喷涂预设厚度的热障涂层；在所述热障涂层表面切割出预设深度的凹槽，得到模拟样品，其中，所述预设深度小于所述预设厚度；将所述模拟样品在预设温度下加热预设时间，得到待检样品；检测所述待检样品的表面断裂韧性和界面断裂韧性。实现了对热障涂层一次DIC观察，可以检测热障涂层的表面断裂韧性和界面断裂韧性两种性能，避免了现有热障涂层的表面断裂韧性和界面断裂韧性检测需要分别进行，通过DIC观察重复操作，复杂繁琐，耗时久的问题。从而提高了热障涂层表面断裂韧性和界面断裂韧性的检测效率，也减少了材料的损耗，节约了成本。

技术领域

本发明涉及材料检测技术领域，尤其涉及高温环境热障涂层表面和界面断裂韧性三点弯曲检测方法。

背景技术

热障涂层(Thermal Barrier Coatings)是一层陶瓷涂层，它沉积在耐高温金属或超合金的表面，热障涂层对于基底材料起到隔热作用，降低基底温度，使得用其制成的器件(如发动机涡轮叶片)能在高温下运行，并且可以提高器件(发动机等)热效率达到60％以上。

目前，热障涂层在我国航空发动机涡轮叶片上的应用研究已经开始并得到重视，已在某些涡轮叶片上喷涂出热障涂层，取得了阶段性成果。热障涂层技术的应用可以大幅提升发动机和地面燃气轮机的综合性能，延长其使用寿命，是高性能发动机和燃气轮机研制的关键技术之一，随着我国大飞机、地面燃气轮机、固体燃料发动机技术的不断进步，对热障涂层的需求将会越来越巨大，热障涂层将在航天、舰船、核工业、汽车等领域的热端部件上拥有广泛的应用前景。与此同时，热障涂层制造工艺及设备将得到不断改进，设计人员对带热障涂层的认识将更加全面，热障涂层工艺人员技术也将更加娴熟。

热障涂层制造工艺日渐完善，但是热障涂层的检测还是停留在非常落后的阶段，例如：热障涂层的高温表面断裂韧性和界面断裂韧性检测；

上述热障涂层的两种基本性能的检测需要分别进行，通过DIC观察重复操作，复杂繁琐，耗时久。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供高温环境热障涂层表面和界面断裂韧性三点弯曲检测方法以解决现有热障涂层的表面断裂韧性和界面断裂韧性检测需要分别进行，通过DIC观察重复操作，复杂繁琐，耗时久的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了高温环境热障涂层表面和界面断裂韧性三点弯曲检测方法，包括：在基底层上以第一预设参数喷涂预设厚度的热障涂层；在所述热障涂层表面切割出预设深度的凹槽，得到模拟样品，其中，所述预设深度小于所述预设厚度；将所述模拟样品在预设温度下加热预设时间，得到待检样品；检测所述待检样品的表面断裂韧性和界面断裂韧性。

进一步地，在所述在基底层上喷涂预设厚度的热障涂层步骤之前还包括：在所述基底层上以第二预设参数喷涂粘结层。

进一步地，所述预设深度为所述预设厚度的25％-75％。

进一步地，所述预设厚度为1-1.5mm。

进一步地，所述预设深度为0.25-0.75mm。

进一步地，所述预设温度为室温-1200℃。

进一步地，所述预设时间为15-20min。

进一步地，所述第一预设参数：电压为78.9-79.1V，电流为538.9-539.1A，粉末粒度为30-70μm。

进一步地，所述第二预设参数：电压为66.9-67.1V，电流为497.9-498.1A，粉末粒度为15-45μm。

进一步地，所述粘结层的厚度为60-100μm。