摘要
NiCoCrAlYTa六元涂层因其具有优良的抗氧化性、耐热腐蚀、良好的塑性、延展性等特点，广泛应用于航空发动机热端部件。涂层的厚度、厚度均匀性以及脱粘缺陷直接关系到航空发动机热端部件能否有效发挥作用。目前对涂层的检测方法常用的为涡流无损检测和电磁无损检测，但是这两种检测方法都不适用NiCoCrAlYTa六元涂层的检测，所以现在多用金相检测，而金相检测的结果不能完整反映整批涂层的情况。 本文采用脉冲红外热波无损检测技术从仿真和实验两方面对NiCoCrAlYTa六元涂层进行了研究。在仿真部分，利用ANSYS有限元分析软件对六元涂层厚度不均和脱粘情况进行了脉冲红外热波仿真研究。探究了涂层厚度不均和脱粘对涂层表面温度信号的影响规律。接着研究了脉冲激励能量、激励时间对涂层厚度不均表面温度场的影响规律，分析了采样频率、采样时刻对涂层厚度不均检测结果的影响。在实验部分，搭建了脉冲红外热波无损检测系统装置，对热激励源温度场的均匀性进行了表征与评价，探索了涂层检测的最佳热激励时间，探究了涂层厚度与温度场标准差的关系，对不同涂层厚度均匀性给予了评价，最后分析了不同激励时间对涂层表面温度场的影响规律。 研究结果表明：可以通过温度时间历程曲线变化趋势判断涂层缺陷的种类；当涂层厚度一定时，缺陷损伤越严重，即涂层厚度不均、脱粘程度越大，缺陷区域与正常区域的最大温差和最大对比度也越大；当缺陷损伤程度一定时，涂层厚度越大，缺陷区域与正常区域的最大温差和最大对比度越小；同时发现增加热激励能量一定程度上能够提高最大温差和最大对比度；延长激励时间能够增大最大温差，但是会降低最大对比度；温度场标准差可以作为涂层厚度均匀性的定量指标；通过涂层厚度与对应温度场标准差，运用多项式拟合出了两者的函数关系。 这些研究结果为今后进一步完善涂层厚度、厚度的不均匀性以及脱粘缺陷的检测有一定的意义。
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