[发明专利]一种用于高温结构测温的示温涂料及制备方法

说明书

本公开揭示了一种用于高温结构测温的示温涂料，其组分及各组分的质量百分比为：Eu₂O₃≤5wt％，Y₃Al₅O₁₂≥95wt％。本公开还揭示了一种制备用于高温结构测温的示温涂料的方法，包括：1、按照化学计量式，分别称取Eu₂O₃粉料和Y₃Al₅O₁₂粉料混合后初次煅烧，获得第一固溶体；2、将步骤1获得的第一固溶体研磨后二次煅烧，获得第二固溶体；3、将步骤2获得的第二固溶体冷却至室温，并进行二次研磨，获得示温涂料。本公开基于稀土元素荧光寿命温敏特性的温度场非接触测量技术，能够解决极端服役环境下发动机涡轮叶片的测温难题。

技术领域

本公开属于航空发动机无损检测领域，具体涉及一种用于高温结构测温的示温涂料及制备方法。

背景技术

高温涡轮叶片是航空发动机的“心脏”，精确测量叶片表面温度，是其设计、制造与可靠性评价的关键前提。目前，我国国产航机的服役寿命(＜400小时)与美俄等军事强国(约1000～3000小时)仍有巨大差距，涡轮叶片始终被认为是制约发动机的短板。据统计，涡轮叶片壁面温度预估值每降低28℃，其寿命预估值增加一倍。由此可见，精确测量涡轮叶片表面温度是热分析设计技术的核心环节，对叶片的结构设计、制造、强度及寿命分析都具有重要意义。

面向高温、高压、高转速、狭小空间等极端环境条件，发展涡轮叶片的高精度、非接触测温技术至关重要。涡轮叶片长期工作在具有高温、高压、高转速、高负荷、气流冲刷、狭小内部封闭空间等极端特征的环境下，其温度的准确测量难度极高，现有的传统的温度场检测技术均难以适用：薄膜热电偶测温上限低、寿命较短(不超过20h)、需要引线，使其无法长时间稳定测量涡轮叶片表面温度分布；示温漆测温方法受限于材料性质，其测温精度低，易受燃气污染，晶体测温法在安装晶体也会对叶片造成一定程度的损坏；红外辐射式测温仪测试结果受被测试验件发射率影响较大，而且测温探头安装、冷却受到限制。由此可见，亟需开发一种面向高温、高压、高转速、高负荷、气流冲刷、狭小封闭空间等极端环境特征的高精度、非接触温度测量技术。

发明内容

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种用于高温结构测温的示温涂料及制备方法，其基于稀土元素荧光寿命温敏特性的温度场非接触测量技术，能够解决极端服役环境下发动机涡轮叶片的测温难题。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种用于高温结构测温的示温涂料，所述示温涂料的组分及各组分的质量百分比为：Eu₂O₃≤5wt％，Y₃Al₅O₁₂≥95wt％。

本公开还提供一种制备用于高温结构测温的示温涂料的方法，包括如下步骤：

S1：按照化学计量式，分别称取Eu₂O₃粉料和Y₃Al₅O₁₂粉料混合后初次煅烧，获得第一固溶体；

S2：将步骤S1获得的第一固溶体研磨后二次煅烧，获得第二固溶体；

S3：将步骤S2获得的第二固溶体冷却至室温，并进行二次研磨，获得示温涂料。

优选的，步骤S1和S2中，初次煅烧以及二次煅烧的温度为1400～1700℃，时间为12～15小时。

优选的，步骤S3中，所述示温涂料的粒径为40-80um。

本公开还提供一种制备用于高温结构测温的示温涂层的方法，包括如下步骤：

S10：选用GH4169合金作为基体，并进行喷砂处理；