张伟
,
马志远
,
赫丽华
,
高剑英
,
罗文
,
林莉
,
雷明凯
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.10.011
针对薄层材料超声测厚过程中回波信号混叠、超声纵波声速未知导致薄层厚度无法测量的问题，提出一种基于声压反射系数幅度谱（Ultrasonic Reflection Coefficient Amplitude Spectrum ，URCAS）匹配分析技术同时测量薄层厚度和超声纵波声速的方法。采用相关系数法对薄层试样实测声压反射系数幅度谱和理论声压反射系数幅度谱在超声检测有效频带范围内逐一进行匹配分析，通过反演计算得到相关系数最大值点对应的超声检测参数，最终实现薄层厚度和超声纵波声速的同时表征。利用该方法对铝合金基体上的雷达吸波涂层（Radar Absorbing Coatings ，RAC）进行实验测试及信号分析。结果表明：该方法可以有效实现混叠信号中超声特征参量的提取，反演得到吸波涂层厚度与千分尺测量厚度间相对误差为2．53％～3．72％、纵波声速测量相对误差为2．51％～3．75％。
关键词:
薄层材料
,
声压反射系数幅度谱
,
相关系数法
,
厚度
,
纵波声速
,
反演
张伟
,
马志远
,
高剑英
,
林莉
,
雷明凯
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.20161228002
为探究孔隙细观形貌对热障涂层脱粘缺陷超声检测定量精度的影响,基于电子束物理气相沉积法制备的厚度约为100 μm的ZrO2-7％Y2O3(7YSZ)热障涂层SEM形貌,建立了界面脱粘尺寸0.2～2.0 mm、孔隙率范围0％～5％、孔隙平均宽高比分别为4:10、6:10、8:10和10:10的多组热障涂层二维随机孔隙模型(Random void model,RVM),采用时域有限差分技术进行了超声检测数值模拟.结果表明:当涂层厚度一定时,涂层声压反射系数幅度谱极值与脱粘尺寸呈线性关系,脱粘尺寸超声定量误差随孔隙率和孔隙平均宽高比的增加而增大,当涂层孔隙率为5％时,超声测量最大相对误差已达到37.7％,孔隙平均宽高比增大为10:10时,超声测量最大相对误差达到36.9％.此外,由于受孔隙分布状态的影响,超声定量结果呈现出一定的波动性.
关键词:
热障涂层
,
脱粘
,
孔隙细观特征
,
随机孔隙模型
,
超声检测
,
数值模拟
马志远
,
罗忠兵
,
林莉
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.05.015
依据由电子束物理气相沉积法(Electron Beam Physical Vapor Deposition,EB-PVD)制备的ZrO2-7％(质量分数)Y2O3 (Yttria Stabilization Zirconia,YSZ)涂层显微分析结果,采用统计学方法和随机介质理论建立了涂层的随机孔隙模型.针对孔隙率分别为0％,5％,10％且具有不同孔隙形貌的涂层模拟结果,采用数值计算方法得到不同孔隙率及孔隙形貌差异引起的纵波声速变化.结果表明:含孔隙涂层纵波声速明显减小,与致密涂层相比,孔隙率为5％和10％的YSZ涂层,纵波声速分别减小14.4％和23.9％.此外,孔隙率恒定时,孔隙形貌变化也会引起超声纵波速度波动,对于孔隙率5％和10％的涂层,声速波动分别为5.0％和6.8％,该模拟计算结果与对应孔隙率的实验测量结果5.9％和7.5％是相当的.
关键词:
热障涂层
,
孔隙率
,
孔隙形貌
,
纵波声速
,
随机孔隙模型
