以提前預(yù)測涂層破壞臨界時間點。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，聲發(fā)射信號檢測主要對涂層高溫失效過程中的聲發(fā)射信號進行實時原位動態(tài)監(jiān)測，通過對聲發(fā)射信號的分析，實時分析并預(yù)測涂層的失效情況。該方法一方面具有對涂層高溫?zé)嵫h(huán)壽命進行考核的功能，同時還能夠有效預(yù)測涂層失效破壞的臨界點。
[0027]又，在本發(fā)明中，也可以是，所述聲發(fā)射信號檢測裝置耦合在所述高溫強熱流密度循環(huán)熱考核裝置上，且所述聲發(fā)射信號檢測裝置與所述高溫強熱流密度循環(huán)熱考核裝置同步運行，以實時動態(tài)監(jiān)測聲發(fā)射信號。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，用于涂層失效的聲發(fā)射信號檢測能夠與高溫?zé)嵫h(huán)考核測試過程同步進行，實時動態(tài)監(jiān)測聲發(fā)射信號，在監(jiān)測過程中，信號始終不失真。
[0029]根據(jù)下述【具體實施方式】并參考附圖，將更好地理解本發(fā)明的上述內(nèi)容及其它目的、特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0030]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實施形態(tài)的熱障涂層失效的測試系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2示出了圖1所示測試系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)框圖；
圖3示出了采用圖1所示的測試系統(tǒng)進行聲發(fā)射信號處理及涂層臨界破壞預(yù)測流程圖；圖4示出了通入壓縮空氣的聲發(fā)射信號圖譜，其中，a)圖示出了能量對時間的關(guān)系;b)圖示出了電壓對時間的關(guān)系;c)示出了幅值對時間的關(guān)系;d)示出了計數(shù)對時間的關(guān)系；
圖5示出了空載(僅通壓縮空氣)條件下斷鉛測試的聲發(fā)射信號圖譜，其中，a)圖示出了幅值對時間的關(guān)系;b)圖示出了快速傅里葉變換;c)圖示出了功率譜圖；
圖6示出了考核前18個周期的聲發(fā)射信號圖譜，其中，a)圖示出了能量對時間的關(guān)系；b)圖示出了幅值對時間的關(guān)系;c)圖示出了撞擊與時間，幅值之間的三維函數(shù)關(guān)系。
[0031]附圖標(biāo)記:
1.氧丙烷火焰；
2.涂層試樣； 3.Zr02陶瓷墊片；
4.聲發(fā)射傳感器；
5.聲發(fā)射檢測工裝；
6.壓縮空氣管；
7.旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺；
8.集成放大器
9.聲發(fā)射信號處理單元；
10.高溫合金基體；
11.背面的高溫合金桿；
12.引線；
13.孔；
14.聲發(fā)射主機。
【具體實施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖和下述實施方式進一步說明本發(fā)明，應(yīng)理解，附圖及下述實施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
[0033]本發(fā)明的目的之一是為了解決在高溫條件下，特別是在高溫強熱流密度考核條件下對涂層失效的預(yù)測，進而在高溫強熱流密度循環(huán)熱考核裝置上集成引進了聲發(fā)射信號檢測裝置。
[0034]本發(fā)明的目的之二是為了研究在涂層在表面和背面存在溫度梯度的條件下，涂層剝落失效的內(nèi)在機制，通過對采集的聲發(fā)射信號進行分析可以實現(xiàn)對涂層失效的源信息及模態(tài)信息進行定量并且定性。
[0035]本發(fā)明的目的之三是為了為涂層在模擬真實的風(fēng)洞考核條件下涂層真實失效機制和失效模式做出實驗室階段上的仿真與提前預(yù)判，為涂層的工程化應(yīng)用及涂層制備工藝的優(yōu)化提供理論上的支撐和實踐指導(dǎo)。
[0036]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于高溫強熱流密度循環(huán)熱沖擊條件下熱障涂層失效的原位動態(tài)無損實時在線監(jiān)測的聯(lián)合測試系統(tǒng)。該測試系統(tǒng)包括:用于涂層熱沖擊壽命檢測的高溫強熱流密度循環(huán)熱考核裝置，其具備:用于固定涂層試樣的固定單元，和對所述涂層試樣進行循環(huán)加熱的加熱單元；用于涂層失效的聲發(fā)射信號檢測裝置，其具備對涂層失效過程中的聲發(fā)射信號進行檢測的聲發(fā)射傳感器，接收來自所述聲發(fā)射傳感器的聲發(fā)射信號并進行處理以提前預(yù)測涂層破壞臨界時間點的聲發(fā)射信號處理單元。
[0037]本發(fā)明集成了熱、力、聲、光、電等多物理場的耦合，是一個工程與物理相結(jié)合的聯(lián)合測試系統(tǒng)。用于涂層熱沖擊壽命檢測的高溫強熱流密度循環(huán)熱考核裝置具有運行平穩(wěn)，正常運行過程中不會對聲發(fā)射系統(tǒng)采集的聲發(fā)射信號造成嚴重強烈的干擾。用于涂層失效的聲發(fā)射信號檢測裝置具有優(yōu)化的設(shè)計結(jié)構(gòu)，能夠保證傳感器在經(jīng)受1000次以上的循環(huán)熱考核次數(shù)并且信號不失真。
[0038]具體地，該優(yōu)化的設(shè)計結(jié)構(gòu)是保證聲發(fā)射信號傳輸路徑暢通，在聲發(fā)射信號測試工裝連接的各個界面處采用高溫傳聲膠耦合，采集到的聲發(fā)射信號不失真并且信號連續(xù)不間斷，而且不影響其他涂層的正常循環(huán)加熱-冷卻考核測試。此外，聲發(fā)射工裝套筒幾何尺寸合理，所采用的材料能夠經(jīng)受較高的溫度而不軟化變形，固定涂層試樣的螺釘為耐高溫螺釘，聲發(fā)射傳感器接頭處及其附近包覆有高溫膠帶，保證聲發(fā)射傳感器傳感線處于較低溫度而不至于失效。此外該結(jié)構(gòu)最右側(cè)具有一個內(nèi)螺孔，能夠接入壓縮空氣管，從而保證壓縮空氣能夠?qū)崟r對傳感器進行冷切，保證傳感器在正常溫度工作。
[0039]本發(fā)明在現(xiàn)有的高溫強熱流密度循環(huán)熱考核的裝置(參見現(xiàn)有技術(shù)I，專利號:ZL201320629568.0，現(xiàn)有技術(shù)2.專利申請?zhí)?201310475477.0)的基礎(chǔ)上，整合進了聲發(fā)射信號檢測裝置，實現(xiàn)了高溫強熱流密度循環(huán)熱考核裝置與聲發(fā)射信號檢測裝置的無縫對接。
[0040]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實施形態(tài)的熱障涂層失效的測試系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，而圖2示出了圖1所示測試系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)框圖，其中聲發(fā)射信號的傳輸通路或稱為信號走向在圖中用開放型箭頭做了標(biāo)示，區(qū)別于框圖中的燕尾型箭頭。即、示出了用于高溫強熱流密度考核條件下涂層失效的原位無損實時在線的聲發(fā)射信號檢測系統(tǒng)組圖，該測試系統(tǒng)主要由兩大單元組成，分別為高溫強熱流密度循環(huán)熱考核裝置以及聲發(fā)射信號檢測裝置，兩大單元相互耦合集成共同構(gòu)成了一套高溫強熱流密度考核條件下涂層失效的原位無損實時在線的聲發(fā)射信號檢測系統(tǒng)。其中聲發(fā)射系統(tǒng)的主要核心構(gòu)件在于聲發(fā)射檢測工裝5，可參考中國專利申請(申請?zhí)?01510349611.1，公開號104914168A)。
[0041]本發(fā)明提供了一種原位實時動態(tài)監(jiān)測熱障涂層在高溫強熱流密度考核條件下的整個失效過程的一種嶄新方法和理念，是一種系統(tǒng)集成與整合設(shè)計的思維，而已公開的上述專利申請(申請?zhí)?01510349611.1，公開號104914168A)則聚焦于聲發(fā)射檢測工裝的設(shè)計，只是集中于一點，并不具有全局的設(shè)計理念與思維。此外，本發(fā)明的最終目的是為了構(gòu)建一套原位實時動態(tài)監(jiān)測熱障涂層在高溫強熱流密度考核條件下的整個失效過程的一種集成系統(tǒng)，不光是具有循環(huán)動態(tài)考核涂層熱循環(huán)壽命的功能，而且還在循環(huán)考核測試的同時能夠?qū)崟r分析涂層失效的聲發(fā)射信號，對涂層臨界破壞的時間點進行預(yù)測以及對涂層的失效機制進行深入研究。而已公開的該專利最終目的是為了保證傳感器能夠正常工作，而且信號不失真，能夠反映涂層真實微結(jié)構(gòu)變化及內(nèi)部裂紋擴展的聲發(fā)射信號能夠被捕獲至IJ，該公開的專利是專注于聲發(fā)射信號檢測工裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化，實際上也是為本申請作單元構(gòu)成基礎(chǔ)和鋪墊的。
[0042]本發(fā)明考慮到聲發(fā)射傳感器的使用溫度有限，一般使用溫度為170°C以下，將聲發(fā)射傳感器直接固定在試樣的表面，在進行高溫強熱流密度循環(huán)考核過程中聲發(fā)射傳感器無法承受如此高的溫度，基于此，發(fā)明人設(shè)計了一套用于熱障涂層高溫失效過程聲發(fā)射信號檢測的工裝5，該工裝5是整個