一种基于太赫兹技术的热障涂层的冲蚀形貌的测试方法技术

本发明专利技术提供一种基于太赫兹技术的热障涂层的冲蚀形貌的测试方法，包括利用反射式太赫兹时域光谱系统垂直发射太赫兹脉冲至一热障涂层，得到其时域光谱图；在图中提取前三次反射峰的时刻值，获取相邻两峰的时间延时；通过对前三次反射峰做傅里叶变换得到频域谱图，计算该热障涂层的陶瓷层的折射率和厚度；冲蚀热障涂层并扫描，利用时域光谱系统测量得到多个时域光谱图；在图中提取第一次反射峰的时刻值，并与上文的第一次反射峰的时刻值作差，根据差值计算热障涂层减薄的厚度；得到热障涂层的冲蚀形貌。本发明专利技术的测试方法省去测量热障涂层的折射率的步骤，且因为计算的是冲蚀后热障涂层减薄的厚度，无需利用热障涂层的折射率来计算，从而减小了误差。

A method for measuring erosion morphology of thermal barrier coatings based on Terahertz Technology

The invention provides a test method for erosion morphology of thermal barrier coatings based on terahertz technology, which includes using a reflective terahertz time-domain spectroscopy system to emit a terahertz pulse vertically to a thermal barrier coatings, obtaining its time-domain spectrogram, extracting the time values of the first three reflective peaks, and obtaining the time delay of two adjacent peaks. The refractive index and thickness of the ceramic layer of the thermal barrier coatings were calculated by Fourier transform of the first three reflective peaks; the thermal barrier coatings were eroded and scanned, and several time domain spectra were obtained by time domain spectroscopy system; the time values of the first reflective peak were extracted and compared with the first reflective peak above. The thickness of the thermal barrier coating is calculated according to the time difference, and the erosion morphology of the thermal barrier coating is obtained. The measuring method of the invention omits the steps of measuring the refractive index of the thermal barrier coating, and because the thickness of the thermal barrier coating is calculated after erosion, the refractive index of the thermal barrier coating is not used to calculate, thereby reducing the error.

【技术实现步骤摘要】
一种基于太赫兹技术的热障涂层的冲蚀形貌的测试方法
本专利技术涉及冲蚀测试方法，更具体的涉及一种基于太赫兹技术的热障涂层冲蚀形貌测试方法。
技术介绍
航空发动机被誉为高端制造业领域“皇冠上的明珠”，随着航空发动机技术的高速发展，为了提高发动机的性能和效率，发动机的推重比不断提高，以美国第一代至第四代战斗机的发展历程为例：发动机推重比已从不足2发展到到大于10，目前燃气涡轮的进口温度已经超过1973K，服役零部件的温度越来越高，为了保护零部件不被氧化腐蚀失效，上个世纪50年代，美国国家航空航天局率先提出热障涂层概念，即：在基体表面沉积一层热障涂层，起到保护基体材料。如图1所示为一种典型的热障涂层结构，包括：自下而上依次排布的基体层1’、粘结层2’和陶瓷层3’。热障涂层在发动机热端部件的应用服役过程中，由于恶劣的工作环境以及涂层系统自身的材料特点，往往会引起热障涂层的提前失效，当热障涂层在带硬质颗粒的气流反复作用下,处于作用区域的陶瓷层发生厚度变薄、裂纹形成甚至涂层剥落的现象，破坏了结构的完整性，会对设备的寿命直接产生影响。为了保障热障涂层的服役安全性，需要一种能够用于实际服役工况的检测方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于太赫兹技术的热障涂层的冲蚀形貌的测试方法，用于测量一具有陶瓷层的热障涂层，其特征在于，包括：步骤S1：利用反射式太赫兹时域光谱系统垂直发射太赫兹脉冲至一完整的热障涂层，得到完整的热障涂层的该时域光谱图；步骤S2：在步骤S1所述的时域光谱图中提取完整的热障涂层的前三次反射峰的时刻值，获取完整的热障涂层的相邻两次反射峰的时间延时Δt；步骤S3：计算完整的热障涂层的陶瓷层的折射率n；步骤S4：计算热障涂层的陶瓷层的初始厚度D；步骤S5：取下所述热障涂层，对所述热障涂层进行冲蚀；步骤S6：扫描冲蚀后的热障涂层，利用反射式太赫兹时域光谱系统发射太赫兹脉冲并对应于该冲蚀后的热障涂层的连续多个测...

【技术特征摘要】
1.一种基于太赫兹技术的热障涂层的冲蚀形貌的测试方法，用于测量一具有陶瓷层的热障涂层，其特征在于，包括：步骤S1：利用反射式太赫兹时域光谱系统垂直发射太赫兹脉冲至一完整的热障涂层，得到完整的热障涂层的该时域光谱图；步骤S2：在步骤S1所述的时域光谱图中提取完整的热障涂层的前三次反射峰的时刻值，获取完整的热障涂层的相邻两次反射峰的时间延时Δt；步骤S3：计算完整的热障涂层的陶瓷层的折射率n；步骤S4：计算热障涂层的陶瓷层的初始厚度D；步骤S5：取下所述热障涂层，对所述热障涂层进行冲蚀；步骤S6：扫描冲蚀后的热障涂层，利用反射式太赫兹时域光谱系统发射太赫兹脉冲并对应于该冲蚀后的热障涂层的连续多个测量点测量得到多个时域光谱图；步骤S7：在每个步骤S6所述的时域光谱图中分别提取冲蚀后的热障涂层的该测量点的第一次反射峰的时刻值，并与步骤S2提取的完整的热障涂层的第一次反射峰的时刻值作差得到差值ΔT，并根据该差值计算冲蚀后的热障涂层减薄的厚度ΔD；步骤S8：根据计算得到的ΔD值，绘制成折线图，得到热障涂层的冲蚀形貌。2.根据权利要求1所述的基于太赫兹技术的热障涂层的冲蚀形貌的测试方法，其特征在于，所述步骤S3包括：步骤S31：利用傅里叶变换分别得到步骤S1所述的时域光谱图中的前三次反射峰的频谱图；步骤S32：在步骤S31所述的前三次反射峰的频谱图上分别读取前三次反射峰的光谱强度FS、FR1及FR2；步骤S33：根据前三次反射峰的光谱强度FS、FR1及FR2计算完整的热障涂层的陶瓷层的折射率n；步骤S34，多次重复所述步骤S32和步骤S33，并对折射率n取均值。3.根据权利要求2所述的基于太赫兹技术的热障涂层的冲蚀形貌的测试方法，其特征在于，在所述步骤S32中，通过在0.3-0.5THZ的频段中选取任一频率点作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫泽，叶东东，黄继波，周海婷，轩福贞，涂善东，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31