一种热障涂层内部裂纹检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种热障涂层内部裂纹检测方法及系统，该方法包括：以设定角度向待检测热障涂层投射激发光束并在待检测热障涂层的磷光检测层产生磷光光束；待检测热障涂层的金属粘结层和陶瓷隔热层之间设置磷光检测层；将磷光光束经过光学分束器，获得第一光束和第二光束；第一光束和第二光束的波长不同；获得第一光束的第一光强；获得第二光束的第二光强；根据待检测热障涂层表面上各点处获得的第一光强和第二光强的光强比，确定待检测热障涂层中磷光检测层的温度分布；根据磷光检测层上各点温度的差异判断待检测热障涂层内部是否有裂纹，本发明专利技术通过金属粘结层和陶瓷隔热层之间设置磷光检测层，实现了热障涂层内部裂纹的无损检测。检测。检测。

【技术实现步骤摘要】
一种热障涂层内部裂纹检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及裂纹检测
，特别是涉及一种热障涂层内部裂纹检测方法及系统。

技术介绍

[0002]为提高航空发动机涡轮前温度及热端部件使用寿命，热障涂层技术近年来被广泛应用。热障涂层技术是通过将陶瓷材料喷涂于涡轮叶片表面实现对热端部件的保护作用以保证其能在较高的温度下运行。热障涂层一般由镍基合金基底、金属粘结层和陶瓷层组成，其中金属粘结层主要材料为MCrAlY或NiPtAl，作用为抗氧化、缓解金属基底与表层陶瓷热膨胀系数不匹配的问题；陶瓷层一般材料为氧化钇稳定的氧化锆(8YSZ)，该材料因其良好的热循环性能和较低的热导率而被广泛应用。
[0003]热障涂层工作于航空发动机内部极其恶劣的热力、振动环境，复杂的结构以及恶劣的工作环境使得其在使用过程中易产生开裂脱落等形式的失效。热障涂层失效机理复杂，其主要包括发生于粘结层界面的TGO(Thermally grown oxide，热生长氧化物)生长产生内侧裂纹以及发生于外部的高温冲蚀、CMAS腐蚀两方面。其中TGO是指外界氧元素渗透穿过陶瓷层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热障涂层内部裂纹检测方法，其特征在于，包括：以设定角度向待检测热障涂层投射激发光束并在所述待检测热障涂层的磷光检测层产生磷光光束；所述待检测热障涂层的金属粘结层和陶瓷隔热层之间设置所述磷光检测层；所述磷光检测层的材料包括磷光物质；将所述磷光光束经过光学分束器，获得第一光束和第二光束；所述第一光束和所述第二光束的波长不同；获得所述第一光束的光强，记为第一光强；获得所述第二光束的光强，记为第二光强；根据所述待检测热障涂层表面上各点处获得的所述第一光强和所述第二光强的光强比，确定所述待检测热障涂层中所述磷光检测层上对应各点温度；根据所述磷光检测层上各点温度的差异判断所述待检测热障涂层内部是否有裂纹。2.根据权利要求1所述的热障涂层内部裂纹检测方法，其特征在于，所述光强比表示为：其中，FIR表示所述光强比，I1表示所述第一光强，I2表示所述第二光强，B为常数，K
B
为玻尔兹曼常数，T表示磷光检测层的温度，ΔE为常数。3.根据权利要求1所述的热障涂层内部裂纹检测方法，其特征在于，所述磷光检测层的厚度范围为10
‑
20μm；所述待检测热障涂层包括所述金属粘结层、所述磷光检测层和所述陶瓷隔热层。4.根据权利要求1所述的热障涂层内部裂纹检测方法，其特征在于，所述磷光物质包括至少一对热耦合能级。5.根据权利要求1所述的热障涂层内部裂纹检测方法，其特征在于，所述磷光物质包括镝或铕。6.根据权利要求1所述的热障涂层内部裂纹检测方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：全永凯，徐国强，闻洁，柴杰明，刘剑宇，殷秋洋，董苯思，付衍琛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：