熱障涂層電磁/電容復合檢測技術研究*

陳棣湘，任 遠，王 偉

（1.國防科技大學智能科學學院，長沙 410073；2.裝備綜合保障國防科技重點實驗室，長沙 410073）

熱障涂層技術自20世紀50年代問世以來，就受到了各國研究人員的廣泛關注。目前，熱障涂層已被廣泛應用于航空發動機和燃氣輪機的熱端部件，以達到降低高溫部件的基體溫度和提高基體抗腐蝕能力的目的。熱障涂層主要由表面的陶瓷層（Top Coating，TC）以及與高溫合金基底相連的黏結層（Bond Coating，BC）構成；在高溫高壓的工作環境下，在陶瓷層和黏結層之間還會產生熱生長氧化層（Thermally Grown Oxide，TGO），其在生長過程中界面應力的不均勻性很容易導致界面開裂和涂層脫落。此外，直接與高溫燃氣接觸的陶瓷層很容易產生燒結和相變，導致涂層孔隙率降低、熱導率增加、氧化層增厚等問題，并有可能在內應力和外力的作用下產生裂紋甚至脫粘，導致涂層失效[1-3]。

針對熱障涂層的檢測需求，國內外學者開展了大量研究，除了傳統的熒光滲透檢測法[4]外，還對紅外熱波[5]、超聲[6]、微波[7]、聲發射[8]、交流阻抗譜[8]和渦流[9]等無損檢測方法開展了深入研究。這些無損檢測研究方法都有各自的特點，但也存在一些局限性。

（1）紅外熱波法：檢測面積大，檢測速度快，檢測結果直觀，但分辨率有限，通常只能檢測出尺寸在1mm以上的缺陷[10-11]。

（2）超聲法：檢測結果受陶瓷層孔隙率的影響較大[12]。

（3）微波法：由于微波遇到金屬會反射，因此難以檢測金屬黏結層的內部缺陷。

（4）聲發射法：聲發射信號具有不確定性和不可逆性，很難用于損傷的定量檢測。……