CN117129511B - 热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线监测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线监测装置及检测方法,包括,启动热循环实验炉和高精度温控***,可升降隔热板上升,对热障涂层样品进行预热,加热至第一预设温度可升降隔热板下降,热循环实验炉被分隔成独立高温炉体;对独立高温炉体进行独立循环控制,加热至第二预设温度,保持一段时间迅速冷却;通过太赫兹在线监测***周期性的对热障涂层热循环样品进行单列取样和检测,获得太赫兹反射率和吸收率信息;基于热障涂层性能评价***进行分析,评估热障涂层在不同热循环次数下的热疲劳损伤行为,获得评估结果。通过本发明可以更好地指导热障涂层材料的选择、优化和应用,提高其在航空航天等领域的可靠性和性能。
Description
技术领域
本发明属于热障涂层性能评估领域,尤其涉及一种热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线监测装置及检测方法。
背景技术
在航空航天等领域,热障涂层(Thermal barrier coatings,TBCs)常被应用于高温工作环境中的零部件表面,以提供保护、隔热和耐烧蚀的功能。随着工作温度和周期的提高,热障涂层的耐久性成为制约其使用寿命和稳定性的关键因素。然而,长时间的循环加热和冷却过程会引起热障涂层的开裂、氧化和脱粘等问题,从而影响其性能和寿命。因此,热障涂层的热疲劳行为监测和寿命评价成为研究和工程实践的重要课题。为了评估热障涂层材料的实际使用寿命,热循环实验成为一种重要的手段。
公开发表的专利:CN116060151A、CN114965261A和CN217385351U等介绍了热循环在实验中的具体应用以及超声、涡流等检测方法。现有的热循环实验装置通常存在操作复杂、实验环境不稳定等问题。且现有检测方法具有局限性,或需破坏涂层,或需耦合剂等。使得对热障涂层服役性能的定量精准评估成为难题。因此,需要一种新的热障涂层热循环实验装置及无损检测方法,以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线监测装置及检测方法,能够在模拟实际高温工作环境下,用太赫兹技术对热障涂层的热疲劳行为进行准确评估。通过该装置和方法,可以更好地指导热障涂层材料的选择、优化和应用,提高其在航空航天等领域的可靠性和性能。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:一种热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线监测装置,包括:
热循环实验炉,用于对热障涂层样品进行加热,放置处于热循环的热障涂层样品;
高精度温控***,用于对热障涂层样品的加热和冷却温度的精准控制和调节;
太赫兹在线监测***,用于周期性的对热循环的热障涂层样品进行单列取样,获得取样样品,并对所述取样样品进行检测,获得太赫兹反射率和吸收率信息;
热障涂层性能评价***,用于对所述太赫兹反射率和吸收率信息进行分析,评估热障涂层在不同热循环次数下的热疲劳损伤行为,获得评估结果。
优选地,所述热循环实验炉固定在炉体定位板上的炉体定位槽中,包括独立高温炉体、可升降隔热板;
所述可升降隔热板通过第一液压套筒、第二液压套筒固定在顶板上,通过调节所述可升降隔热板带动隔断板实现所述热循环实验炉的组合和拆分,形成封闭腔体;
所述独立高温炉体固定在炉体定位板上,通过把手打开每一独立高温炉体的炉体门,将热障涂层样品和托盘推进独立高温炉体;
所述热循环实验炉的炉体内还装有滑块和导轨,用于当热障涂层样品固定在托盘上时,带动托盘移动;
所述导轨上设有第一限位孔,所述第一限位孔用于控制托盘位置。
优选地,所述高精度温控***包括电阻带加热装置、风冷装置以及温度传感器;
所述电阻带加热装置安装在独立高温炉体的顶端;
所述风冷装置安装在独立高温炉体的尾端,包括通风管道和风扇,通过所述通风管道连接风扇对独立高温炉体进行散热;
所述温度传感器与电阻带加热装置连接,用于实时监测独立高温炉体内的温度。
优选地,所述太赫兹在线监测***放置在炉体定位板上,所述炉体定位板上设有圆柱滑槽,通过炉体定位槽对独立高温炉体进行定位;
所述太赫兹在线监测***包括太赫兹检测设备、控制面板、转向臂、第二限位孔、移动滑杆、太赫兹收发一体器、太赫兹探头、调节设备;
所述控制面板通过转向臂固定在置物箱体上,用于控制太赫兹检测设备的移动和监测;还用于设置热循环的温度参数,实现对热障涂层样品的加热和冷却温度的控制和调节;
所述第二限位孔用于固定所述太赫兹收发一体器的检测位置,使所述太赫兹收发一体器在移动滑杆上做X轴方向的移动;
所述太赫兹探头安装在所述太赫兹收发一体器的下端,用于发射和接收太赫兹信号,获取所述太赫兹反射率和吸收率信息;
所述调节设备包括旋钮、龙门架侧板和圆柱滑槽;
其中,所述旋钮安装在所述龙门架侧板的左端,用于调节所述移动滑杆的角度,进而调节所述太赫兹探头的角度,以便调节检测的入射角;
所述龙门架侧板下端和圆柱滑槽相配合,通过所述龙门架侧板在圆柱滑槽上的滑动,带动太赫兹检测设备在Y轴方向的移动,以便在检测样品时调节太赫兹检测设备的位置。
本发明还提供一种热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线检测方法,包括,
将热障涂层样品置于热循环实验炉中,启动热循环实验炉和高精度温控***,可升降隔热板上升,对热障涂层样品进行预热,将所述热循环实验炉加热至第一预设温度后,所述可升降隔热板下降,所述热循环实验炉被分隔成各自独立密封的独立高温炉体;
对所述独立高温炉体进行独立循环控制,加热至第二预设温度,保持一段时间,迅速冷却;
周期性的对热障涂层热循环样品进行单列取样,获得取样样品,并对所述取样样品进行检测,获得太赫兹反射率和吸收率信息;
对所述太赫兹反射率和吸收率信息进行分析,评估热障涂层在不同热循环次数下的热疲劳损伤行为,获得评估结果。
优选地,所述对热障涂层样品进行预热的过程具体包括,
在初始预热阶段,调节第一液压套筒和第二液压套筒,使隔断板被所述可升降隔热板带动上升,独立高温炉体串联成整体加热腔体同时加热,通过电阻带加热装置将所述热循环实验炉加热至300℃时,所述可升降隔热板下降,完成对热障涂层样品进行预热处理。
优选地,对所述独立高温炉体进行独立循环控制,加热至第二预设温度的过程包括,
基于高精度温控***对热循环实验炉进行热循环实验,通过循环加热和冷却模拟实际热载荷,所述独立高温炉体中的温控***各自独立工作,加热30min将独立高温炉体加热至1200℃。
优选地,保持一段时间,迅速冷却的过程包括,
使独立高温炉体恒温1200℃保持20min,风冷装置启动,通过风扇冷却,高温气体从通风管道散热,基于温度传感器实时监测独立高温炉体内的温度,进行10min的快速冷却,将温度降至300℃,形成持续1h的热循环;
继续对热障涂层样品进行多次热循环实验,获取全生命周期不同热疲劳行为状态的热障涂层样品进行检测。
优选地,所述周期性的对热障涂层热循环样品进行单列取样,并对取样样品进行检测的过程包括,
设置周期热循环次数,进行周期性单列取样,热障涂层样品经过多次热循环,每隔指定次数的热循环,通过滑块和导轨移动托盘,取出一列热障涂层样品;
实时扫描待测样品,获取太赫兹反射信号,取每一列的5个样品的平均反射率和吸收率作为当前热循环次数的评价指标,实时监测热障涂层热疲劳行为,评估热障涂层热疲劳行为的指标,直至涂层完全脱粘失效,停止加热。
优选地,对所述太赫兹反射率和吸收率信息进行分析的过程包括,
比较不同热循环次数下的太赫兹实时监测信号,观察热障涂层在多次热循环后的性能变化,获取热障涂层全生命周期的热疲劳行为信息,进而对材料性能及热障涂层寿命进行评估,获得评估结果。
与现有技术相比,本发明具有如下优点和技术效果:
本发明采用多通道炉体结构,每个独立高温炉体都配备独立的温度控制***,可以实现同时加热,扩大温度分布,也可以实现样品的独立循环控制。意味着每个样品可以根据相同的服役工况下进行不同热循环次数的加热和冷却,更贴近真实工作环境,提高了实验的准确性和可靠性。
本发明强调太赫兹无损检测技术对热障涂层热疲劳行为变化的高精度观察,通过检测不同循环次数下热障涂层获取反射率和吸收率信息,表征涂层的全生命周期性能。这为热障涂层材料的选取、设计和工程应用提供了更可靠的依据。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例的***结构示意图;
图2为本发明实施例的整体高温炉体结构示意图;
图3为本发明实施例的可升降隔热板结构示意图;
图4为本发明实施例的独立高温炉体结构示意图;
图5为本发明实施例的太赫兹在线监测***结构示意图;
图6为本发明实施例的用于热障涂层热循环实验方法流程图;
其中,1、万向轮卡扣;2、滑轮;3、置物箱体;4、侧板;5、热障涂层样品;6、旋钮;7、太赫兹检测设备;8、顶板;9、前板;10、移动滑杆;11、炉体门;12、控制面板;13、转向臂;14、通风橱门;15、底盘;16、第一液压套筒;17、第二液压套筒;18、可升降隔热板;19、把手;20、窗口;21、炉体定位板;22、独立高温炉体;23、隔断板;24、风扇;25、通风管道;26、导轨;27、电阻带加热装置;28、温度传感器;29、托盘;30、滑块;31、第一限位孔;32、托盘;33、圆柱滑槽;34、龙门架侧板;35、太赫兹探头;36、太赫兹收发一体器;37、第二限位孔;38、炉体定位槽。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明旨在解决现有技术的不足,提出一种热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线监测装置及检测方法。旨在解决现有热循环实验装置存在的复杂操作和性能不稳定,无法使热障涂层连续性热循环实验,以及引入先进太赫兹无损检测技术。本发明可确保全生命周期的热障涂层热循环实验,具有高效率、高可靠性和准确性的优势,以准确捕捉热障涂层热疲劳行为,进而评估材料的性能和寿命。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
如图1所示,本发明所提供的一种热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线监测装置,包括,
热循环实验炉,用于对热障涂层样品5进行加热,放置处于热循环的热障涂层样品5;
高精度温控***,用于对热障涂层样品5的加热和冷却温度的精准控制和调节;
太赫兹在线监测***,用于周期性的对热循环的热障涂层样品5进行单列取样,获得取样样品,并对所述取样样品进行检测,获得太赫兹反射率和吸收率信息;
热障涂层性能评价***,用于对所述太赫兹反射率和吸收率信息进行分析,评估热障涂层在不同热循环次数下的热疲劳损伤行为,获得评估结果。
进一步的,所述热循环实验炉固定在炉体定位板21上的炉体定位槽38中,由十个独立高温炉体22和可升降隔热板18组成;可升降隔热板18通过第一液压套筒16、第二液压套筒17固定在顶板上,调节可升降隔热板18实现热循环实验炉的组合和拆分,形成封闭腔体;所述热循环实验炉的炉体内装有滑块30和导轨26机构,可带动托盘29移动,待测热障涂层样品5固定在托盘29上;
进一步的,高精度温控***包括10个独立高温炉体22中的电阻带加热装置27和风冷装置,以及温度传感器28;电阻带加热装置27安装在独立高温炉体22的顶端,温度传感器28与电阻带加热装置27相连接,风冷装置安装在炉体的尾端,通过通风管道25连接风扇24进行散热;各独立高温炉体22配合使用,控制预热阶段和热循环阶段的温度,在热循环实验过程中达到最低耗能,最大效率的目的。
进一步的,太赫兹在线监测***放置在炉体定位板21上,所述炉体定位板21上设有圆柱滑槽33,通过炉体定位槽38对独立高温炉体22进行定位;
所述太赫兹在线监测***包括太赫兹检测设备7、控制面板12、转向臂13、第二限位孔37、移动滑杆10、太赫兹收发一体器36、太赫兹探头35、调节设备;
其中,控制面板12通过转向臂13固定在置物箱体3上,用于控制太赫兹检测设备7的移动和监测和对热障涂层样品5的加热和冷却温度的精准控制和调节;
太赫兹收发一体器36,在移动滑杆10上可做X轴方向的自由移动,且由第二限位孔37固定其检测位置;
太赫兹探头35安装在太赫兹收发一体器36的下端,用于发射和接收太赫兹信号,获取反射率和吸收率信息;
调节设备,包括旋钮6、龙门架侧板34和圆柱滑槽33,旋钮6安装在龙门架侧板34的左端,可通过旋转旋钮6调节移动滑杆10的角度,进而调节太赫兹探头35的角度,以便调节检测的入射角,龙门架侧板34下端和圆柱滑槽33相配合,通过龙门架侧板34在圆柱滑槽33上的滑动,带动太赫兹检测设备7在Y轴方向的自动移动,以便在检测样品时调节太赫兹检测设备7的位置。
进一步地优化方案,如图1所示,首先通过万向轮卡扣1和滑轮2将实验台移动到合适位置。打开每一个独立高温炉体22的炉体门11,将热障涂层5放到托盘29上。通过调节转向臂13将控制面板12移动到合适位置,进行设置热循环的温度参数以及控制太赫兹检测设备的启动调节。
如图2-3所示,独立高温炉体22固定在炉体定位板21上,通过把手19打开每一独立高温炉体22的炉体门11,将热障涂层样品5和托盘29推进独立高温炉体22。
进行初始预热时,调节第一液压套筒16和第二液压套筒17,使隔断板23被可升降隔热板18带动上升,使独立高温炉体22串联成通腔体。
如图4所示,热障涂层样品5固定在托盘29上,随着滑块30在导轨26上滑动,将托盘29推进独立高温炉体22中。其中导轨26上的第一限位孔31起到控制托盘位置的功能。热循环过程中,通过电阻带加热装置27,通过风扇24冷却,高温气体从通风管道25散热,由温度传感器28实时监测独立高温炉体22内温度。
如图5所示,太赫兹在线监测***放置在炉体定位板21上,通过炉体定位槽38对独立高温炉体22进行定位。龙门架侧板34通过炉体定位板21上的圆柱滑槽33进行Y方向的移动。在进行检测之前,需要调节旋钮6,带动移动滑杆10旋转,进而调节太赫兹检测设备7的角度,以调节太赫兹收发一体器36通过太赫兹探头35发射的太赫兹波与热障涂层样品5的夹角。随着热循环次数增大,从左至右开始单列取样,故太赫兹检测设备7通过移动滑杆10进行X方向的位置移动,通过移动滑杆10上的第二限位孔37进行定位。
如图6所示,本发明还提供一种热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线检测方法,包括,
装置启动与预热:连接电源,启动炉子加热装置和温度控制***。隔热板上升,实现热障涂层样品的预热;
串联加热与分离:启动温度控制***,将装置整体加热至设定温度,高温隔板下降,分隔成独立的高温炉体;
热循环实验:实现独立循环控制,加热至设定温度,保持一段时间,迅速冷却;
太赫兹在线监测:周期性对热循环样品进行单列取样,使用太赫兹检测设备检测被抽出的5个热障涂层样品。
热疲劳行为分析:观察处理太赫兹反射率和吸收率信息,分析热障涂层热疲劳行为特性,进而评估性能和寿命。
进一步地优化方案,所述检测方案包括以下步骤:
S1、启动高温炉装置,开始初始的预热,隔热板上升形成串联腔体,允许温度均匀分布,腔体温度达到300℃时隔热板下降,形成各独立密封的高温炉体;
S2、进行热循环实验,通过循环加热和冷却操模拟实际热载荷;加热阶段,加热30min至1200℃;持续保温阶段,恒温1200℃保持20min;继续冷却阶段,进行10min的快速冷却,将温度降至300℃;形成一个完整的热循环持续1h,继续进行多次热循环;
S3、根据实验要求设置周期热循环次数,进行周期性单列取样;使用太赫兹检测设备实时扫描待测样品;取每一列的5个样品的平均反射率和吸收率作为当前热循环次数的评价指标,即评估热障涂层热疲劳行为的指标,直至涂层完全脱粘失效;
S4、比较不同热循环次数下的太赫兹实时监测信号,观察热障涂层在多次热循环后的性能变化,获取热障涂层全生命周期的热疲劳行为信息,进而对材料性能及热障涂层寿命进行评估。
进一步的,热循环包括初始预热阶段、加热阶段、持续保温阶段和继续冷却阶段,为一个循环;单列取样是指每隔指定次数的热循环,从10列样品中抽出一列;太赫兹在线监测***包括太赫兹检测设备和控制面板;热障涂层性能评价是分析太赫兹反射率和吸收率信息,评估热障涂层在不同热循环次数下的热疲劳损伤行为。
进一步的,在初始预热阶段,隔热板上升,独立高温炉体同时加热,减少耗能,隔热板在预热结束下降,使独立高温炉体形成封闭炉体,便于后期单列取样;温炉体可放置5个热障涂层样品,每次实验可同时放置50个热障涂层样品;由高精度温控***控制,高温实验炉可保持每个独立高温炉体处于相同实验环境,使得热障涂层热循环可定量实验。
进一步的,热循环是模拟实际工况的热载荷,为分析热障涂层性能提供实验条件;包括初始预热阶段,隔热板上升,各独立高温炉体串联成整体加热腔,各电阻带同时加热至300℃,对热障涂层样品进行预热处理;加热阶段,隔热板下降,各独立高温炉体中的温控***独立工作,加热30min至1200℃;持续保温阶段,使独立高温炉体保持20min恒温1200℃;继续冷却阶段,风冷装置启动,冷却10min至300℃;一个热循环持续1h,对热障涂层进行多次热循环实验;通过对热障涂层样品进行多次热循环实验,获取全生命周期不同热疲劳行为状态的热障涂层样品以供太赫兹在线监测。
进一步的,单列取样,独立高温炉体中的热障涂层样品经过多次热循环,每隔指定次数的热循环,通过滑块和导轨移动托盘,取出一列热障涂层样品;通过太赫兹检测设备实时监测热障涂层热疲劳行为,直至涂层完全失效,则停止加热;共10列可取,可满足热循环实验的要求;单列取样可一次取出在相同热循环条件下的5个样品,且可单独从独立高温炉体中抽出,不影响其他炉体继续热循环,间隔指定的热循环次数,间断的单列取样,达到对同一批样品进行可持续热循环实验,可显著减少实验误差和能源消耗。
进一步的,热疲劳行为的太赫兹在线监测,在热循环过程中,使用太赫兹对不同热循环次数即热疲劳行为的热障涂层进行实时监测,获取太赫兹反射信号,取单列取样的5个样品块的平均反射率和吸收率占比作为材料评估的指标,即当前热循环次数的评价指标,即热障涂层热疲劳行为的评价指标,直至涂层完全脱粘失效。
本发明将太赫兹无损检测技术应用于热障涂层的热疲劳行为的监测,以实时评估热障涂层的性能和服役寿命状态。包括多个独立高温炉体,通过可升降隔热板控制组合和拆分,以确保实验的精确性和连续性;具有高精度温控***,进行可控的循环加热和冷却模拟实际热载荷;通过周期性的单列取样,集成太赫兹在线监测***获取不同热循环的下的反射率和吸收率信息,可实时监测热障涂层微观结构变化和热疲劳损伤行为;该装置可模拟热障涂层的高温服役工况,结合太赫兹检测可实时且定量评估热障涂层的热疲劳特性,提供了全面且精确的评价手段。本发明不仅可用于热障涂层材料的筛选和优化,也可推广到航空发动机叶片的在线质量检验。该技术具有检测效率高、精度可靠的优点,对高温涂层的研发与应用具有重要价值。
以上,仅为本申请较佳的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线监测装置,其特征在于,包括:
热循环实验炉,用于对热障涂层样品进行加热,放置处于热循环的热障涂层样品;
高精度温控***,用于对热障涂层样品的加热和冷却温度的精准控制和调节;
太赫兹在线监测***,用于周期性的对热循环的热障涂层样品进行单列取样,获得取样样品,并对所述取样样品进行检测,获得太赫兹反射率和吸收率信息;
热障涂层性能评价***,用于对所述太赫兹反射率和吸收率信息进行分析,评估热障涂层在不同热循环次数下的热疲劳损伤行为,获得评估结果;
所述太赫兹在线监测***放置在炉体定位板上,所述炉体定位板上设有圆柱滑槽,通过炉体定位槽对独立高温炉体进行定位;
所述太赫兹在线监测***包括太赫兹检测设备、控制面板、转向臂、第二限位孔、移动滑杆、太赫兹收发一体器、太赫兹探头、调节设备;
所述控制面板通过转向臂固定在置物箱体上,用于控制太赫兹检测设备的移动和监测;还用于设置热循环的温度参数,实现对热障涂层样品的加热和冷却温度的控制和调节;
所述第二限位孔用于固定所述太赫兹收发一体器的检测位置,使所述太赫兹收发一体器在移动滑杆上做X轴方向的移动;
所述太赫兹探头安装在所述太赫兹收发一体器的下端,用于发射和接收太赫兹信号,获取所述太赫兹反射率和吸收率信息;
所述调节设备包括旋钮、龙门架侧板和圆柱滑槽;
其中,所述旋钮安装在所述龙门架侧板的左端,用于调节所述移动滑杆的角度,进而调节所述太赫兹探头的角度,以便调节检测的入射角;
所述龙门架侧板下端和圆柱滑槽相配合,通过所述龙门架侧板在圆柱滑槽上的滑动,带动太赫兹检测设备在Y轴方向的移动,以便在检测样品时调节太赫兹检测设备的位置;
所述热循环实验炉固定在炉体定位板上的炉体定位槽中,包括独立高温炉体、可升降隔热板;
所述可升降隔热板通过第一液压套筒、第二液压套筒固定在顶板上,通过调节所述可升降隔热板带动隔断板实现所述热循环实验炉的组合和拆分,形成封闭腔体;
所述独立高温炉体固定在炉体定位板上,通过把手打开每一独立高温炉体的炉体门,将热障涂层样品和托盘推进独立高温炉体;
所述热循环实验炉的炉体内还装有滑块和导轨,用于当热障涂层样品固定在托盘上时,带动托盘移动;
所述导轨上设有第一限位孔,所述第一限位孔用于控制托盘位置。
2.根据权利要求1所述的热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线监测装置,其特征在于,
所述高精度温控***包括电阻带加热装置、风冷装置以及温度传感器;
所述电阻带加热装置安装在独立高温炉体的顶端;
所述风冷装置安装在独立高温炉体的尾端,包括通风管道和风扇,通过所述通风管道连接风扇对独立高温炉体进行散热;
所述温度传感器与电阻带加热装置连接,用于实时监测独立高温炉体内的温度。
3.一种热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线检测方法,其特征在于,包括,
将热障涂层样品置于热循环实验炉中,启动热循环实验炉和高精度温控***,可升降隔热板上升,对热障涂层样品进行预热,将所述热循环实验炉加热至第一预设温度后,所述可升降隔热板下降,所述热循环实验炉被分隔成各自独立密封的独立高温炉体;
对所述独立高温炉体进行独立循环控制,加热至第二预设温度,保持一段时间,迅速冷却;
周期性的对热障涂层热循环样品进行单列取样,获得取样样品,并对所述取样样品进行检测,获得太赫兹反射率和吸收率信息;
对所述太赫兹反射率和吸收率信息进行分析,评估热障涂层在不同热循环次数下的热疲劳损伤行为,获得评估结果;
所述周期性的对热障涂层热循环样品进行单列取样,并对取样样品进行检测的过程包括,
设置周期热循环次数,进行周期性单列取样,热障涂层样品经过多次热循环,每隔指定次数的热循环,通过滑块和导轨移动托盘,取出一列热障涂层样品;
实时扫描待测样品,获取太赫兹反射信号,取每一列的5个样品的平均反射率和吸收率作为当前热循环次数的评价指标,实时监测热障涂层热疲劳行为,评估热障涂层热疲劳行为的指标,直至涂层完全脱粘失效,停止加热;
对所述太赫兹反射率和吸收率信息进行分析的过程包括,
比较不同热循环次数下的太赫兹实时监测信号,观察热障涂层在多次热循环后的性能变化,获取热障涂层全生命周期的热疲劳行为信息,进而对材料性能及热障涂层寿命进行评估,获得评估结果。
4.根据权利要求3所述的热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线检测方法,其特征在于,所述对热障涂层样品进行预热的过程具体包括,
在初始预热阶段,调节第一液压套筒和第二液压套筒,使隔断板被所述可升降隔热板带动上升,独立高温炉体串联成整体加热腔体同时加热,通过电阻带加热装置将所述热循环实验炉加热至300℃时,所述可升降隔热板下降,完成对热障涂层样品进行预热处理。
5.根据权利要求3所述的热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线检测方法,其特征在于,对所述独立高温炉体进行独立循环控制,加热至第二预设温度的过程包括,
基于高精度温控***对热循环实验炉进行热循环实验,通过循环加热和冷却模拟实际热载荷,所述独立高温炉体中的温控***各自独立工作,加热30 min将独立高温炉体加热至1200℃。
6.根据权利要求3所述的热障涂层热疲劳行为的太赫兹在线检测方法,其特征在于,保持一段时间,迅速冷却的过程包括,
使独立高温炉体恒温1200℃保持20 min,风冷装置启动,通过风扇冷却,高温气体从通风管道散热,基于温度传感器实时监测独立高温炉体内的温度,进行10 min的快速冷却,将温度降至300℃,形成持续1 h的热循环;
继续对热障涂层样品进行多次热循环实验,获取全生命周期不同热疲劳行为状态的热障涂层样品进行检测。
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