[发明专利]一种测试热障涂层断裂韧性的系统及方法

权利要求书

1.一种测试热障涂层断裂韧性的系统，其特征在于，包括：

万能材料试验机(1)，包括移动横梁(11)和测量台(12)；

支撑件(21)，底部固定在所述测量台(12)上，上部用于支撑热障涂层(6)；

压杆(22)，一端与所述移动横梁(11)连接，以使得当所述移动横梁(11)向下运动时，带动所述压杆(21)压向所述热障涂层(6)；

加热炉(3)，设置于所述万能材料试验机(1)内，其顶部设置有供所述压杆(22)穿过的第一通孔；所述加热炉(3)底部设置有供所述支撑件(21)穿过的第二通孔；所述电阻炉，用于为所述热障涂层提供测试温度；

声发射检测仪(4)，与所述热障涂层(6)连接，用于当所述压杆(21)压向所述热障涂层(6)时，获取热障涂层声发射事件数随时间的变化。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括

冷却水管(5)，设置在所述电阻炉(3)的外壁上；优选的，所述冷却水管(5)内容纳有流动的冷却水；优选的所述冷却水管(5)设置为“几”字形状。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，

支撑件(21)包括底座(211)和支撑杆(212)；

所述底座(211)的一端固定在测量台(12)的上，另一端设置有用于安放和固定所述支撑杆(212)的槽；

所述支撑杆(212)的一端设置于所述槽内，另一端用于支撑和固定所述热障涂层(6)。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述支撑杆(212)与所述热障涂层(6)抵接的一端，设置有相对的两个凸起部(2121)，所述凸起部(2121)用于支撑所述热障涂层(6)。

5.根据权利要求4所述的系统，还包括：

活动件(23)，两端设置有平行的两个支撑部，两个所述支撑部位于同一侧；所述支撑部与所述热障涂层(6)抵接；

两个所述凸起部(2121)之间留有用于容纳所述活动件(23)的凹槽(213)；在所述支撑杆(212)的径向上，所述凹槽(213)的长度大于所述活动件(23)的长度。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述压杆(22)的轴线、所述热障涂层(6)的中心、所述活动件(23)的轴线、所述支撑件(21)的轴线共线。

7.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，所述声发射检测仪(4)，包括依次连接的波导杆(41)、声发射探头(42)、信号放大器(43)和声发射主机(44)；

所述波导杆(41)还与所述基底(61)连接，优选的，所述波导杆(41)与所述基底(61)采用焊接方式连接，进一步优选的所述波导杆(41)的直径为2-3mm，进一步优选的所述波导杆(41)由镍制成；

所述控制装置(44)，用于基于所述波导杆(41)获取的应力波信号获取热障涂层声发射事件数随时间的变化；

并基于所述热障涂层的载荷随时间的变化和所述热障涂层声发射事件数随时间的变化确定所述热障涂层界面产生裂纹的时间。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于

所述加热炉的内壁设置有加热棒；和/或，所述加热棒的加热温度为室温至1200℃；优选的，所述支撑件(21)、所述压杆(22)和所述活动件(23)由碳化硅材质制成；和/或；

所述加热炉为长方体结构，其设置有炉门，与所述炉门相对的一面设置有用于供所述波导杆穿过的通孔，与所述炉门相对的一面设置有用于观察的窗口。

9.根据权利要求1-8任一项所述的系统，其特征在于，

所述第一通孔的直径大于所述压杆(22)的直径，所述第二通孔的直径大于所述支撑件(21)的直径；

所述第一通孔的直径与所述压杆(22)的直径的差等于第二通孔的直径与所述支撑件(21)的直径的差；

优选的，5≤所述第一通孔的直径与所述压杆(22)的直径的差≤10mm。

10.一种测试热障涂层断裂韧性的方法，其特征在于，步骤包括：

将热障涂层设置在所述如权利要求1-9任一项所述的系统内；

按照预设的测试要求设置加热炉的升温程序；

按照预设的测试要求设置万能材料试验机的弯曲测试速率和声发射仪的系统阈值、前置放大器的放大频率和采样频率；

同步运行所述万能材料试验机和所述声发射检测仪；

基于所述万能材料试验机获取的数据和所述声发射检测仪获取的数据得到断裂韧性。