熱障涂層結(jié)構(gòu)缺陷脈沖紅外熱波無損檢測技術(shù)研究.pdf

1、熱障涂層是目前性能最好的高溫防護(hù)涂層之一，具有隔熱性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖刷性和隔熱性等特點(diǎn)，近年來在動力機(jī)械、航空航天等高溫、高熱流環(huán)境中得到廣泛應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。在熱障涂層結(jié)構(gòu)件服役過程中，易出現(xiàn)涂層開裂、脫粘甚至剝落等缺陷，影響熱端部件運(yùn)行安全性和可靠性，甚至產(chǎn)生災(zāi)難性后果。因此，利用無損檢測技術(shù)對其進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和評估十分有必要。
　　紅外熱波無損檢測技術(shù)具有檢測效率高、操作簡便安全、非接觸性等優(yōu)點(diǎn)，為含脫粘缺陷的熱

2、障涂層構(gòu)件檢測提供了一種新方法，因此，本文對熱障涂層結(jié)構(gòu)脫粘缺陷脈沖紅外熱波無損檢測理論分析與有限元仿真、試驗(yàn)系統(tǒng)搭建與檢測試驗(yàn)、圖像序列處理算法、缺陷邊緣檢測與識別等技術(shù)開展了系統(tǒng)深入地研究。
　　以傳熱學(xué)、材料科學(xué)等相關(guān)理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用拉普拉斯變換求出了脈沖激勵含缺陷半無限大平板構(gòu)件導(dǎo)熱微分方程的一維解析解，得到了有缺陷區(qū)域與無缺陷區(qū)域的表面溫度變化表達(dá)式；以熱障涂層結(jié)構(gòu)脫粘缺陷為研究對象，通過有限元仿真分析了脫粘缺陷直徑大小

3、、光源輸出功率和采樣頻率等對表面溫度信號特征的影響規(guī)律，為后續(xù)的檢測系統(tǒng)搭建和檢測試驗(yàn)研究提供了一定的理論依據(jù)。
　　自行搭建了脈沖紅外熱波無損檢測系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺，實(shí)現(xiàn)了對YSZ(6％~8%Y2O3穩(wěn)定的ZrO2)熱障涂層結(jié)構(gòu)脫粘缺陷的可靠檢測。研究了制備熱障涂層結(jié)構(gòu)模擬脫粘缺陷試件的新方法，探討了升溫和冷卻過程、光源輸出功率和采樣頻率等對檢測效果的影響規(guī)律，并對仿真與試驗(yàn)結(jié)果之間產(chǎn)生差異的主要原因進(jìn)行了分析。
　　研究了脈沖紅