熱障涂層無損檢測技術(shù)進展*

劉戰(zhàn)偉，朱文穎，石文雄，謝惠民

（北京理工大學(xué)宇航學(xué)院，北京 100081）

劉戰(zhàn)偉

北京理工大學(xué)宇航學(xué)院教授、博導(dǎo)，長期從事試驗力學(xué)和無損檢測技術(shù)研究。2008年以居里學(xué)者身份赴英國TWI無損檢測部開展2年合作，發(fā)表SCI/EI 論文50余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利12項，獲教育部技術(shù)發(fā)明一等獎1項。

渦輪發(fā)動機是航空飛行器和工業(yè)燃?xì)廨啓C的關(guān)鍵核心部件[1-2]，渦輪發(fā)動機的主要材料是鎳基合金，其耐高溫度為1000℃，不能滿足工作需求。為保護發(fā)動機，發(fā)展了熱障涂層（TBC）。涂覆TBC的發(fā)動機葉片能在1600℃高溫下運行，提高發(fā)動機60%以上的熱效率，有效地增加推重比[3]，這使得TBC逐漸應(yīng)用在核反應(yīng)堆、航空發(fā)動機等許多領(lǐng)域[4-6]。然而，TBC是一種由基底、粘結(jié)層及陶瓷層組成的多層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，各層有明顯不同的物理、熱、機械性能，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和苛刻的工作環(huán)境使得TBC在使用過程中易產(chǎn)生表面裂紋缺陷和界面脫粘缺陷，而TBC的一些固有特性（如多孔性、較薄的厚度）使傳統(tǒng)無損檢測方法存在技術(shù)和檢測效率的局限。因此，發(fā)展TBC試件缺陷的無損檢測技術(shù)具有重大意義。

傳統(tǒng)的無損檢測方法主要有滲透檢測、渦流檢測、超聲或超聲顯微檢測、聲發(fā)射技術(shù)等。滲透檢測技術(shù)通過將某些特制的液體滲透進被測構(gòu)件來實現(xiàn)對構(gòu)件表面裂紋的位置、大小和形狀進行檢測[7]。渦流檢測技術(shù)以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)，利用不同材料在交變磁場作用下產(chǎn)生的不同振幅和相位實現(xiàn)檢測[8-10]。超聲檢測和超聲顯微檢測技術(shù)近……