[实用新型]等离子喷涂涂层表面与基体温度的测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及温度测试装置，具体为等离子喷涂涂层表面与基体温度的测试装置。

背景技术

等离子喷涂是将固体粉末送入等离子射流中，由于等离子射流中心温度高达20000℃，粉末被迅速加热至熔化或半熔化状态，这些熔化或半熔化状态的粒子高速撞击基体表面，扁平凝固后形成具有一定功能化的涂层。热障涂层属于其中一种，是一种应用在金属基体表面，起到降低基体温度以保证其在高温条件下正常使用的涂层，一般采用多层结构，表层（也称面层）由低热导率、耐腐蚀的陶瓷材料构成，在涂层体系中主要起隔热作用；陶瓷层与基体之间为MCrAlY合金粘接层，起着改善基体与陶瓷层物理相容性的作用。由于等离子射流能量很高，喷涂过程中涂层表面温度和基体背面温度会随之升高，较高的温度可能会使这种多层结构产生热应力，或者影响涂层的凝固形成过程，从而影响涂层微观结构和使用性能。目前，由于缺乏涂层表面与基体温度的测试装置，无法准确采集到喷涂过程中涂层表面与基体背面的实时温度数据，给涂层表面温度和基体背面温度对等离子涂层质量影响的研究带来障碍。

发明内容

本实用新型解决目前缺乏等离子喷涂涂层表面与基体温度的测试装置的问题，提供一种等离子喷涂涂层表面与基体温度的测试装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：等离子喷涂涂层表面与基体温度的测试装置，包括金属制成的长方体状的样品夹具，样品夹具的前面设有内凹形成的样品槽；样品夹具的左右侧面开有左右贯通的且位于样品槽后部的（即不与样品槽贯通）冷却水道，冷却水道的左右端口连接有水管；样品夹具的后面开有与样品槽贯通的热电偶孔，热电偶孔内插有热电偶，热电偶的输出端连接温度显示记录仪；样品槽前部配置有冷风管（用于喷涂过程中涂层表面的温度调节）和红外测温仪。与热电偶相连的温度显示记录仪为现有公知产品，用以显示记录热电偶采集的温度数据。使用时，基体试样制成样品槽状，完成喷涂表面处理工艺后，将处理好的基体试样卡入样品槽内，使基体试样的背面与热电偶接触；喷涂过程中通过水管向冷却水道内通入一定流量、压力的循环冷却水，同时冷风管向涂层表面吹一定流量、压力的冷风，红外测温仪采集并显示记录涂层表面的温度，热电偶采集的基体试样的背面温度在与其连接的温度显示记录仪上得以显示记录。通过调节循环冷却水和冷风的流量、压力，可得到不同涂层表面温度和基体背面温度下形成的被喷涂试样，通过比较试样的涂层质量，得到与最佳质量试样对应的涂层表面温度和基体背面温度。

本实用新型结构设计合理、新颖、独特，能准确采集、显示、记录涂层表面和基体温度，同时能够对涂层表面和基体的温度进行调节。为进而研究不同涂层表面温度和基体背面温度对涂层组织结构和性能的影响提供了设备基础。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为样品夹具的结构示意图；

图3为图2的左视图；

图4为图2的俯视图；

图5为采用本实用新型得到的温度曲线示例。

图中：1－样品夹具，2－样品槽，3－冷却水道，4－水管，5－热电偶孔，6－温度显示记录仪，7－冷风管，8－红外测温仪，9－水箱，10－压力计，11－流量计，12－螺孔。

具体实施方式

等离子喷涂涂层表面与基体温度的测试装置，包括金属制成的长方体状的样品夹具1，样品夹具1的前面设有内凹形成的样品槽2；样品夹具1的左右侧面开有左右贯通的且位于样品槽2后部的冷却水道3，冷却水道3的左右端口连接有水管4；样品夹具1的后面开有与样品槽贯通的热电偶孔5，热电偶孔5内插有热电偶，热电偶的输出端连接温度显示记录仪6；样品槽2前部配置有冷风管7和红外测温仪8。具体实施时，样品夹具1的上面开有与样品槽2相通的螺孔12，螺孔12内拧有螺栓，以此进一步将基体试样顶紧在样品槽内，增加基体试样在样品槽内的定位稳固。样品夹具1由铜板制成，热导率高，可以提高冷却效果。所述的样品槽2有圆形的和长方形的，并且圆形的和长方形的样品槽2各有三个；冷却水道3从上至下间隔设有三个，所述的热电偶孔5位于相邻冷却水道之间；样品夹具1支撑于喷涂支架上，喷涂支架下方设有水箱9，水箱9中有泵，冷却水道3左右端口的水管4分别通过管路与水箱和水箱内的泵的出水口相连，同时在管路上设有压力计10和流量计11。测定样品表面温度的红外测温仪8由三脚架支撑，连接电脑，屏幕上可显示涂层表面温度曲线。图5为试样水冷40LPM，风冷120 LPM测得的样品表面温度和背面温度曲线。