基于超聲的熱障涂層厚度檢測方法研究.pdf

1、隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)的飛速發(fā)展,渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的前端進(jìn)口溫度越來越高,渦輪葉片長期工作在十分惡劣的高溫、高壓環(huán)境中。熱障涂層就是為了保護(hù)葉片不被高溫氧化和腐蝕應(yīng)運(yùn)而生的?；谕繉硬牧吓c基體材料的物理性能以及熱物理參數(shù)的巨大差異,涂層在制備過程中可能產(chǎn)生裂紋、氣孔、界面結(jié)合薄弱、厚度不均勻等各種缺陷;涂層的質(zhì)量嚴(yán)重影響著葉片的使用壽命以及可靠性。
　　本文根據(jù)超聲波在涂層中的實(shí)際傳播情況建立理論傳播模型,針對涂層超聲回波信號(hào)在時(shí)域內(nèi)無法直接識(shí)

2、別出和涂層厚度有關(guān)的參量的問題?；跓嵴贤繉优c超聲信號(hào)的交互作用關(guān)系,分別從時(shí)域和頻域內(nèi)對超聲信號(hào)進(jìn)行分析,試圖從中挖掘出蘊(yùn)含的有效表征涂層厚度的特征參量信息,并利用特征參量來計(jì)算涂層的厚度值。通過與掃描電子顯微鏡所測出的厚度值進(jìn)行對比,進(jìn)而評(píng)價(jià)這些方法對超聲無損檢測厚度方法的適用性及其精確度。
　　在頻域內(nèi)通過對涂層信號(hào)與基體信號(hào)求反卷積、歸一化處理,從多因素影響的綜合響應(yīng)中分離出涂層的特征信號(hào),對涂層的該特征信號(hào)求取超聲反射系

3、數(shù)幅度譜來表征涂層的厚度;在時(shí)域內(nèi)分別利用小波變換模極大值和 Lipschitz指數(shù)檢測信號(hào)奇異性的優(yōu)秀特性來檢測信號(hào)在涂層上下表面的突變時(shí)間點(diǎn),借此來計(jì)算出涂層的厚度。
　　本文研究的熱障涂層厚度范圍為80~150μm,通過對三種方法所測得數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合、相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn):Lipschitz指數(shù)測厚的結(jié)果波動(dòng)較大,但其總體反映水平最好,在求取涂層厚度的平均值時(shí)應(yīng)該使用Lipschitz指數(shù);WTMM分析法和頻譜分析法的殘差平方和