專利名稱：基于壓電阻抗法的熱障涂層熱生長氧化層無損檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于壓電阻抗法的熱障涂層熱生長氧化層無損檢測方法，其屬于材料無損檢測與評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
迄今為止，尚未見到可直接用于熱障涂層熱生長氧化層檢測的實(shí)用化壓電阻抗方法。由于熱障涂層內(nèi)部存在一定數(shù)量與外界連通的孔隙和裂紋，使其在服役過程中容易造成氧化性氣氛的侵入，經(jīng)過一段時(shí)間使用后在涂層與粘結(jié)層界面會(huì)生成熱生長氧化層。 熱生長氧化層的出現(xiàn)嚴(yán)重降低了熱障涂層的使用壽命，8-10 μ m厚的熱生長氧化層即足以引起涂層脫落，因此對(duì)熱生長氧化層的檢測具有重要意義。熱生長氧化層的特點(diǎn)是厚度較薄(幾個(gè)微米)，且與涂層及基體之間形成多層的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)特點(diǎn)增加了其檢測難度。目前，常用的兩種檢測方法是光致發(fā)光熒光光譜法和交流阻抗譜法。如英國學(xué)者 Selcuk等在"The evolution of residual stress in the thermally grown oxide on Pt diffusion bond coats in TBCs”一文中，通過測定熱生長氧化層中Cr3+離子的熒光光譜， 對(duì)其生長程度進(jìn)行了檢測。美國學(xué)者mi等在“failure detection of thermal barrier coatings using impedance spectroscopy，，一^；巾，ilili貝iJfifliH^fiUMif^l禾呈層結(jié)構(gòu)交流電阻抗信號(hào)的變化，對(duì)其生成狀況進(jìn)行了檢測。目前已有方法存在的不足表現(xiàn)為，試樣制備及后續(xù)數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜，干擾因素多，檢測效率低等，因而目前還只限于實(shí)驗(yàn)室研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于壓電阻抗法的熱生長氧化層無損檢測方法，它適用于檢測熱障涂層內(nèi)部是否形成熱生長氧化層。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于壓電阻抗法的熱障涂層熱生長氧化層無損檢測方法，使用強(qiáng)力膠將壓電晶片粘貼于涂層試樣上表面待檢測部位，在所述壓電晶片上表面焊接上、下電極的連接導(dǎo)線，連接導(dǎo)線與阻抗分析儀之間采用電氣連接；將粘貼有壓電晶片的涂層試樣放置于泡沫板上；借助計(jì)算機(jī)對(duì)阻抗分析儀測得的壓電晶片的電阻抗信號(hào)進(jìn)行分析；檢測熱生長氧化層時(shí)采用的測量步驟如下(1)設(shè)定阻抗分析儀的測量參數(shù)；(2)利用阻抗分析儀在兆赫級(jí)頻率范圍內(nèi)對(duì)氧化前的涂層試樣進(jìn)行電阻抗模值信號(hào)測量；(3)根據(jù)電阻抗模值信號(hào)幅度譜，在兆赫級(jí)頻率范圍內(nèi)選取諧振峰幅度明顯、分布集中的頻帶作為檢測頻段，確定采樣點(diǎn)數(shù)和采樣頻率；(4)根據(jù)步驟確定的檢測頻段，以固定采樣頻率的方式分別對(duì)氧化前后的涂層試樣進(jìn)行電阻抗模值信號(hào)測量；(5)將涂層試樣(4)氧化前后電阻抗模值信號(hào)的測量數(shù)據(jù)代入到式1中，
權(quán)利要求
1. 一種基于壓電阻抗法的熱障涂層熱生長氧化層無損檢測方法，使用強(qiáng)力膠將壓電晶片(3)粘貼于涂層試樣(4)上表面待檢測部位，其特征是在所述壓電晶片C3)上表面焊接上、下電極的連接導(dǎo)線0)，連接導(dǎo)線(2)與阻抗分析儀(1)之間采用電氣連接；將粘貼有壓電晶片(3)的涂層試樣(4)放置于泡沫板(5)上；借助計(jì)算機(jī)(6)對(duì)阻抗分析儀(1)測得的壓電晶片( 的電阻抗信號(hào)進(jìn)行分析；檢測熱生長氧化層時(shí)采用的測量步驟如下(1)設(shè)定阻抗分析儀(1)的測量參數(shù)；(2)利用阻抗分析儀(1)在兆赫級(jí)頻率范圍內(nèi)對(duì)氧化前的涂層試樣(4)進(jìn)行電阻抗模值信號(hào)測量；(3)根據(jù)電阻抗模值信號(hào)幅度譜，在兆赫級(jí)頻率范圍內(nèi)選取諧振峰幅度明顯、分布集中的頻帶作為檢測頻段，確定采樣點(diǎn)數(shù)和采樣頻率；(4)根據(jù)步驟C3)確定的檢測頻段，以固定采樣頻率的方式分別對(duì)氧化前后的涂層試樣(4)進(jìn)行電阻抗模值信號(hào)測量；(5)將涂層試樣(4)氧化前后電阻抗模值信號(hào)的測量數(shù)據(jù)代入到式1中，
全文摘要
一種基于壓電阻抗法的熱障涂層熱生長氧化層無損檢測方法，屬于材料無損檢測與評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)由阻抗分析儀、壓電晶片、涂層試樣、計(jì)算機(jī)等組成。首先利用強(qiáng)力膠將壓電晶片固定到涂層試樣待檢測部位，焊接導(dǎo)線并校正阻抗分析儀。然后利用阻抗分析儀在兆赫級(jí)頻帶內(nèi)，對(duì)壓電晶片進(jìn)行電阻抗模值信號(hào)測量，根據(jù)測量結(jié)果選取諧振峰分布集中的頻帶作為檢測頻段，確定采樣點(diǎn)數(shù)和采樣頻率。在選定的檢測頻段內(nèi)對(duì)氧化前后的涂層試樣分別進(jìn)行電阻抗模值信號(hào)測量。最后根據(jù)電阻抗信號(hào)測量結(jié)果，計(jì)算出氧化損傷識(shí)別指數(shù)RMSD，對(duì)形成熱生長氧化層進(jìn)行判定。本方法具有100％無損檢測的優(yōu)點(diǎn)，成本低，效率高，操作方便，易于實(shí)用化，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)G01N27/04GK102353700SQ201110179939
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者李喜孟, 李繼承, 林莉, 羅忠兵, 陳軍, 雷明凱 申請人:大連理工大學(xué)