一种超声体波相位谱无损测量涂层界面结合强度的方法技术

一种超声体波相位谱无损测量涂层界面结合强度的方法，属于超声无损检测技术领域。该方法采用一套包括水槽、涂层试样、超声波水浸探头、超声波探伤仪、XYZ三维步进装置以及计算机构成的超声检测系统。该系统的超声体波垂直入射至涂层试样进行检测，采集水/涂层和涂层/基体界面的混叠信号P

A method for nondestructive measurement of interface bonding strength of coating by ultrasonic volume wave phase spectrum

【技术实现步骤摘要】
一种超声体波相位谱无损测量涂层界面结合强度的方法
本专利技术涉及一种超声体波相位谱无损测量涂层界面结合强度的方法，其属于超声无损检测

技术介绍
航空航天、核电等领域关键零部件普遍采用涂层技术来满足其高性能、长寿命、高可靠运行的使役要求。零部件苛刻的高温、高压、高磨损等服役环境要求涂层/基体界面具有高的结合强度。Lima等指出涂层界面结合强度与涂层脱落失效直接相关。Ghasemi等指出热障涂层普遍存在残余应力、局部微缺陷，要求涂层与基体间有足够的界面结合强度才能避免脱落失效。因此，发展简便、可靠、且易于工程应用的涂层界面结合强度定量检测方法，是满足涂层零部件长期服役性能的关键保障。目前，常用于测量涂层/基体材料界面结合强度的方法主要有：拉伸法、划痕法、压入法等。美国材料与试验协会(ASTM)提出涂层界面结合强度测量标准“Standardtestmethodforadhesionorcohesionstrengthofthermalspraycoatings,ASTMStandardC633-01,ASTM,WestConshoc本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声体波相位谱无损测量涂层界面结合强度的方法，其特征是：检测方法包括一套水槽、涂层试样、超声波水浸探头、超声波探伤仪、XYZ三维步进装置以及计算机构成的超声检测系统，采用的测量步骤如下：/n(1)将超声波水浸探头置于参考试块上方，保证探头主声束轴线与试样表面垂直；超声波经过水槽中耦合介质入射到参考试块，采集参考试块表面反射回波信号的A扫描波形P

【技术特征摘要】
1.一种超声体波相位谱无损测量涂层界面结合强度的方法，其特征是：检测方法包括一套水槽、涂层试样、超声波水浸探头、超声波探伤仪、XYZ三维步进装置以及计算机构成的超声检测系统，采用的测量步骤如下：
(1)将超声波水浸探头置于参考试块上方，保证探头主声束轴线与试样表面垂直；超声波经过水槽中耦合介质入射到参考试块，采集参考试块表面反射回波信号的A扫描波形P0(t)，t表示时间，单位为秒，对P0(t)进行快速傅里叶变换获得其功率谱G0(f)，f为频率，单位为赫兹，识别功率谱G0(f)的-12dB幅值对应的有效频带[ff,fb]；
(2)将超声波水浸探头置于被测涂层试样的上方，保证探头主声束轴线与试样表面垂直；超声波经过水槽中耦合介质入射到水/涂层与涂层/基体界面，采集特定闸门内包含涂层表面以及涂层/基体界面回波的A扫描波形Pr(t)；
(3)对步骤(2)所述采集到的A扫描波形Pr(t)进行快速傅里叶变换，获得涂层试样对应位置的超声声压反射系数展开相位Ψ0(f)，对有效频带[ff,fb]内的Ψ0(f)进行线性拟合获得相位谱Ψp(f)，相位谱Ψp(f)的理论表达式由涂层结构的复声压反射系数R获得；






其中Real(R)与Img(R)分别表示复声压反射系数R的实部与虚部，d2为涂层厚度，V2为涂层声速，其中r12与r23分别表示水/涂层与涂层/基体界面的声压反射系数，式(3)给出了水与涂层理想结合的声压反射系数r12，式(4)给出了涂层与基体界面不理想结合的复声压反射系数r23，Kn表示不理想结合界面处的垂向刚度系数，单位为N/m3；
r12＝(Z2...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志远，林莉，齐天之，罗忠兵，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21