涂層性能檢測(cè)5

1、5.7涂層的結(jié)合強(qiáng)度(附著力)試驗(yàn)涂層的結(jié)合強(qiáng)度包括涂層與基體間的結(jié)合強(qiáng)度、涂層粒子間的結(jié)合強(qiáng)度。涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度是涂層性能的一個(gè)重要指標(biāo)。若結(jié)合強(qiáng)度小，輕則會(huì)引起涂層壽命降低、過(guò)早失效，重則易造成涂層局部起鼓包，或涂層脫落(脫皮)無(wú)法使用。涂層結(jié)合力試驗(yàn)可分為兩類。一類是定性檢驗(yàn)，多為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢查用，如柵格試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、纏繞試驗(yàn)、銼磨試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、杯突試驗(yàn)、熱震試驗(yàn)。另一類是定量檢驗(yàn)，一般在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，如拉拔試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)。 15.7.1 涂層結(jié)合力定性試驗(yàn)5.7.1.1 柵格試驗(yàn) 用硬質(zhì)鋼針或刀片從試樣表面交錯(cuò)地將其劃成一定間距的平行線或方格。由于劃痕時(shí)涂層受到作用力，

2、若作用力大于涂層與基體的結(jié)合力，涂層將從基體上剝落。以劃格后涂層是否起皮或剝落來(lái)判斷涂層與基體結(jié)合力的大小。該方法適用于硬度中等、厚度較薄的涂層和塑料涂層等。25.7.1.2 彎曲試驗(yàn)對(duì)矩形試樣作三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。涂層與基體所受力不同，當(dāng)兩個(gè)力之分力大于涂層與基體之結(jié)合力時(shí)，涂層從基體起皮或剝落。最終以彎曲試驗(yàn)中涂層開裂、剝落情況來(lái)評(píng)定涂層與基體的結(jié)合力。彎曲試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法有多種。將試樣沿一直徑等于試樣厚度的軸反復(fù)彎曲1 8 0度，直至試樣斷裂。以涂層不脫落為合格；或用放大鏡檢查受彎曲部分，若涂層不起皮、脫落，則為合格。對(duì)試樣三點(diǎn)彎曲加載，比較開始發(fā)生龜裂的彎曲曲率和龜裂的位置，或用適當(dāng)?shù)墓ぞ咭阅骋?/p>

3、方法將龜裂處涂層刮掉，然后比較涂層脫落的大小范圍和程度。35.7.1.3 銼磨試驗(yàn)用銼刀、磨輪或鋼鋸對(duì)試樣自基體向涂層方向進(jìn)行銼、磨或鋸。利用銼、磨或鋸過(guò)程中涂層與基體受到不同機(jī)械力及熱膨脹性的不同，令兩者在界面上產(chǎn)生分力。當(dāng)此力大于涂層與基體結(jié)合力時(shí)，涂層脫落。這種方法適于含Ni、Cr等較硬涂層結(jié)合力的測(cè)試。對(duì)極薄涂層以及Zn、Cd等較軟涂層不適用。對(duì)不易彎曲、纏繞、耐磨涂層亦適用。45.7.1.4 沖擊試驗(yàn)用錘擊或落球?qū)υ嚇颖砻娴耐繉臃磸?fù)沖擊，涂層在沖擊力作用下局部變形、發(fā)熱、震動(dòng)、疲勞以至最終導(dǎo)致涂層剝落。以錘擊(或落球)次數(shù)評(píng)價(jià)涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度。對(duì)于陶瓷涂層，也可用、涂層開裂或剝離時(shí)

4、的沖擊吸收功來(lái)評(píng)定涂層試片的耐沖擊能力。此外，當(dāng)陶瓷涂層試樣厚度較小時(shí)，可能會(huì)引起基材的變形，使測(cè)得的沖擊吸收功難以進(jìn)行相互比較，因此要求基材具有一定的厚度，而且陶瓷涂層的厚度也應(yīng)保持在某一定值。因?yàn)椴煌耐繉雍穸龋淠蜎_擊吸收功也不同。55.7.1.5 杯突試驗(yàn)(球面凹坑試驗(yàn))試樣在杯突試驗(yàn)機(jī)上(如杯突BT一6型、BT一1 0型)進(jìn)行試驗(yàn)。鋼球直徑為20 mm，杯口直徑為2 7.5 mm，以10 mmmin的速度由試樣背面(無(wú)涂層面)將鋼球向有涂層面方向壓人，壓入深度因基體和涂層不同而異，一般為7 ram。觀察突出變形部分涂層的開裂狀況。如涂層隨基體一樣變形而無(wú)裂紋、起皮和剝落現(xiàn)象，則說(shuō)明涂

5、層結(jié)合力合格。杯突試驗(yàn)也稱深引試驗(yàn)，常被用來(lái)檢驗(yàn)薄板金屬較硬涂層的結(jié)合強(qiáng)度。最常用的是埃里克森杯突試驗(yàn)和羅曼諾夫凸緣帽試驗(yàn)。(1)埃里克森杯突試驗(yàn) 采用一種適當(dāng)?shù)囊簤貉b置，將一直在為20mm的球形沖頭以0.26 mms的速度壓人試樣中至要求的深度。結(jié)合強(qiáng)度差的涂層只要經(jīng)過(guò)幾毫米的變形就會(huì)起皮或剝落。當(dāng)涂層結(jié)合強(qiáng)度大時(shí)，即使沖頭穿透基體金屬，涂層也不起皮。(2)羅曼諾夫試驗(yàn) 由普通壓力機(jī)組成試驗(yàn)裝置。配有一套用來(lái)沖壓凸緣帽的可調(diào)式模具。凸緣直徑為6 3.5 mm，帽的直徑為38 mm。帽的深度可在012.7mm之間調(diào)整。一般將試樣試驗(yàn)到帽破裂時(shí)為止。深引后的未破損部分表明深引如何影響涂層的結(jié)構(gòu)。

6、65.7.1.6 偏車試驗(yàn)法在直徑約為6 0 ram的圓柱形試樣表面上按選用的工藝進(jìn)行噴涂，涂層厚度約為1 mm。然后將試樣偏夾于車床夾頭，使試樣旋轉(zhuǎn)時(shí)有1mm左右的偏心，用45或者90外圓車刀(正前角512)車削涂層，此時(shí)涂層受到?jīng)_擊車削。一邊順車，一邊逆車，使得基材、涂層同時(shí)暴露。如結(jié)合不牢，逆車的一邊涂層將被車刀挑起而發(fā)生“起皮”現(xiàn)象；若過(guò)渡光滑，則說(shuō)明結(jié)合良好。75.7.1.7 涂層逐層車削試驗(yàn)法該試驗(yàn)的要點(diǎn)是在車床上對(duì)涂層逐層車削。當(dāng)車至結(jié)合處時(shí)，如結(jié)合不良，會(huì)有“起皮”現(xiàn)象；若結(jié)合很差，則可能出現(xiàn)脫殼。該方法主要適用于金屬涂層。85.7.1.8 劃痕試驗(yàn)法.該方法適用于鋁、鋅、鉛等

7、軟質(zhì)金屬噴涂層，以及塑料噴涂層。其基本要點(diǎn)為：使用針狀工具，垂直地把涂層劃透，然后按照涂層類型進(jìn)行判定。(1)熱噴涂金屬涂層 使用針狀工具在試樣表面垂直地劃出23條深達(dá)基材的平行線，觀察平行線間涂層是否從基體上脫落，以此來(lái)比較涂層的結(jié)合性。平行線間的距離為涂層平均厚度的10倍。(2)熱噴涂塑料涂層 在噴涂后的涂層表面上用針狀工具劃出十字交叉小格子花紋，劃痕深度以達(dá)到基材為標(biāo)準(zhǔn)，而后在花紋上貼上黏膠帶，用手拉掉黏膠帶后置于10倍顯微鏡下檢查，并計(jì)算被除去的涂層比例。該比例越小，則結(jié)合強(qiáng)度越高。如圖57所示。 9圖5-7 塑料涂層劃痕試驗(yàn)105.7.1.9 熱震試驗(yàn)將試樣在一定溫度下進(jìn)行加熱，然后

8、驟冷。利用涂層與基體熱膨脹系數(shù)不同而發(fā)生的變形差異來(lái)評(píng)定涂層與基體的結(jié)合力是否合格。當(dāng)涂層與基體間因溫度變形產(chǎn)生的作用力大于其結(jié)合力時(shí)，涂層剝落。熱震試驗(yàn)適用于涂層與基體熱膨脹系數(shù)相差較大的情況。對(duì)于熱噴涂件，適用于使用環(huán)境要求受熱或溫差大的噴涂件，如各種加熱設(shè)備工件、燈具等。115.7.2 涂層結(jié)合力定量試驗(yàn)圖58 不用黏結(jié)劑拉伸結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)(A型)5.7.2.1 拉伸試驗(yàn) 、涂層拉伸試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱饲蟮猛繉釉诔惺芾鞈?yīng)力時(shí)的強(qiáng)度。拉伸試驗(yàn)大體上可分為用黏結(jié)劑和不用黏結(jié)劑兩類。A型拉伸試驗(yàn)法如圖58所示，在試樣A的中心部位開孔，使活塞B與中心孔動(dòng)配合，并使試樣A的頂部與活塞上端面處于同一平面，

9、在此面上制備涂層。然后從下面支撐試樣，垂直向下拉拔活塞，盲至活塞與試樣端面的涂屢破壞。12圖5-9不用黏結(jié)劑拉伸結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)(B型) B型拉伸試驗(yàn)法如圖59所示。首先在軸形試樣中心部位沿徑向開孔，使拉伸銷通過(guò)，并使該拉拔銷上端表面曲率與圓柱試件形成同一曲面后進(jìn)行噴涂。在噴涂過(guò)程中為防止粉末顆粒從拉伸孔下方射人，可用遮掩銷進(jìn)行遮擋。噴涂后去除遮掩銷，裝上拉伸銷頭，即可進(jìn)行加載，并由拉伸銷的直徑求出結(jié)合強(qiáng)度。13如圖510所示，C型試驗(yàn)與A型基本相同，僅僅是試樣形狀不同而已。在涂層上方又黏結(jié)一層5 mm厚鋼加強(qiáng)板，目的是為了加強(qiáng)涂層，以防涂層在厚度方向上開裂。圖510 不用黏結(jié)劑拉伸結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)(

10、C型) 單位：mm14 在一個(gè)對(duì)偶試件的一個(gè)端面噴涂，隨后用黏結(jié)劑把另一對(duì)偶試件的端面粘到涂層上，磨去黏結(jié)處外溢的黏結(jié)劑以及基體外圍上的噴涂粒子，如圖511所示。噴涂層厚度應(yīng)大于0.38 mm，但涂層越厚，應(yīng)力就越大，結(jié)合強(qiáng)度也越低，故涂層厚度通常為0.5 mm。對(duì)試驗(yàn)所用黏結(jié)劑的基本要求除強(qiáng)度外，還應(yīng)具有一定的稀稠度，使之不能透過(guò)厚度為0.38 mm的涂層。若不得不選用滲透能力很強(qiáng)的黏結(jié)劑，則應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)來(lái)確定涂層的最佳厚度?？偟脑瓌t是黏結(jié)劑滲透深度應(yīng)小于涂層厚度，以防黏結(jié)劑滲至結(jié)合面上影響測(cè)試精度由于黏結(jié)劑在粘接對(duì)偶試樣的過(guò)程中不可避免地要滲入涂層孔穴內(nèi)，通常使用黏結(jié)劑的場(chǎng)合下所測(cè)強(qiáng)度較高。有

11、時(shí)可采用封孔的方法來(lái)彌補(bǔ)此缺陷，但封孔劑應(yīng)保證不滲透到涂層與基材的界面上。用黏結(jié)劑拉伸試驗(yàn)法圖511 用黏結(jié)劑拉伸試驗(yàn)法 單位：mm155.7.2.2 剪切試驗(yàn)涂層的剪切強(qiáng)度指涂層承受切線方向(沿涂層表面)剪切應(yīng)力的極限能力。測(cè)量涂層的剪切強(qiáng)度也有黏結(jié)和非黏結(jié)兩種。(1)用黏結(jié)劑測(cè)涂層剪切強(qiáng)度 在試件A表面噴涂涂層，然后用黏結(jié)劑將A表面上的涂層固定在對(duì)偶件B上，做成長(zhǎng)方形試樣，如圖512所示。在拉伸A與B時(shí)，應(yīng)充分注意保持純剪切力作用，否則測(cè)試值的可信度會(huì)大大降低。圖5-12 用黏結(jié)劑測(cè)涂層剪切強(qiáng)度試驗(yàn) 單位：mm16圖51 3 涂層剪切試驗(yàn)示意單位：mm(2)不用黏結(jié)劑測(cè)涂層剪切強(qiáng)度 在圓柱

12、外表面中心部位制備涂層并磨削加工到所要求尺寸。將試樣置于與其配合的陰模中，在材料試驗(yàn)機(jī)中緩慢加載，見圖51 3，直至涂層被剪斷剝離，記下剝離時(shí)的載荷。由試樣的直徑和涂層的長(zhǎng)度可計(jì)算出受剪涂層的面積，由此可計(jì)算出涂層的剪切強(qiáng)度。175.7.2.3 壓縮試驗(yàn)涂層抗壓強(qiáng)度是涂層受壓應(yīng)力的極限能力。涂層在某些應(yīng)用情 況，例如對(duì)各種軸類的軸承負(fù)荷，抗壓強(qiáng)度是一項(xiàng)重要指標(biāo)。涂層的抗壓強(qiáng)度高于拉伸強(qiáng)度，一般是最大拉伸強(qiáng)度的34倍。 185.7.2.4 涂層粒子問(wèn)結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)定涂層粒子間結(jié)合強(qiáng)度即涂層粒子間的附著力反映了內(nèi)聚力的大小，故亦稱涂層自身強(qiáng)度。涂層自身強(qiáng)度在平行于涂層方向與垂直于涂層方向上差別較大。

13、19（1）平行于涂層方向的涂層自身強(qiáng)度測(cè)試法 試樣裝夾具以及試片尺寸如圖5-14所示。另外，還有采用如圖5-1 5所示的試樣。首先將碳鋼管加工成如圖5-14、圖5-1 5所示的形狀，中間部分留出l mm的壁厚，兩端車出內(nèi)螺紋以備噴涂和拉伸時(shí)用，應(yīng)保證鋼管的平直、厚度均勻，外徑保持在5.5 mm，總長(zhǎng)1 2 7 mm。在噴涂時(shí)平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)試樣，在其表面制成3.2 mm厚的均勻噴涂層，再用切削或磨削的方法進(jìn)行精加工，并在試樣長(zhǎng)度的中心部位切入0.05 mm深的缺口(沿圓柱面)，使該部位具有最小截面，保證拉伸破壞在該部位發(fā)生。切人部分不應(yīng)為尖角，以防應(yīng)力集中，影響試驗(yàn)結(jié)果。最后用鉆頭及其他切削工具削除

14、l mm厚的碳鋼管，只剩下涂層部分，隨后即可進(jìn)行拉伸。圖5-14 涂層自身結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)法之一 單位：mm圖5-15 涂層自身結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)法之二 單位：mm20(2)垂直于涂層方向的涂層自身強(qiáng)度測(cè)試法 在坯料端面上制成低熔點(diǎn)、焊錫等薄膜，用噴砂法對(duì)薄膜作粗糙處理，然后在表面上噴涂待試驗(yàn)的涂層。再把焊錫熔化取下涂層，黏結(jié)在兩個(gè)拉桿端面之間，即可進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。該方法可以測(cè)出垂直于涂層表面方向的自身強(qiáng)度。所使用的黏結(jié)劑強(qiáng)度應(yīng)大于涂層的自身強(qiáng)度，并且涂層應(yīng)有一定的厚度，防止黏結(jié)劑的滲透作用而使拉伸示值提高。5-16 垂直方向涂層自身強(qiáng)度測(cè)試法21(3)高速束流粒子沖擊自身強(qiáng)度試驗(yàn)法 從噴嘴噴出的高速粒子

15、，包括運(yùn)動(dòng)速度、流量以及對(duì)試樣的沖擊作用點(diǎn)均可精確控制。通過(guò)高速運(yùn)動(dòng)的束流粒子對(duì)試樣的沖擊，使部分涂層粒子脫落，以涂層粒子脫落程度的大小來(lái)衡量涂層粒子之間的結(jié)合力。該試驗(yàn)可以準(zhǔn)確地獲得涂層的性能參數(shù)，比較涂層性能的優(yōu)劣，進(jìn)而完善噴涂工藝并改進(jìn)噴涂材料。該試驗(yàn)的特點(diǎn)是通過(guò)控制束流能量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)涂層粒子間結(jié)合性能的高精度測(cè)試。圖5-17 高速粒子沖擊試驗(yàn)過(guò)程示意單位：mm225.8 涂層金相檢驗(yàn)對(duì)于質(zhì)量要求較高的涂層，金相檢驗(yàn)是評(píng)定涂層質(zhì)量的主要手段之一。通過(guò)金相檢驗(yàn)可直接觀察到涂層的組織結(jié)構(gòu)，涂層與基材的結(jié)合狀況，以及涂層中微觀缺陷情況等，以鑒定涂層質(zhì)量。在沒(méi)有定量標(biāo)準(zhǔn)的情況下，可以采用圖譜比較的

16、方法(與標(biāo)準(zhǔn)組織作比較)，以評(píng)定質(zhì)量合格與否。在特殊需要的情況下，還可以運(yùn)用電鏡等現(xiàn)代檢驗(yàn)手段，對(duì)涂層組織結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步分析檢驗(yàn)。涂層金相檢驗(yàn)的主要內(nèi)容有涂層組織結(jié)構(gòu)、涂層與基體界面的結(jié)合狀況、涂層中氧化物含量及分布狀況、涂層中氣孔狀況、涂層中各相顯微硬度測(cè)定等。金相檢驗(yàn)是一項(xiàng)細(xì)致而又相當(dāng)復(fù)雜的工作，涂層試樣的要求又與一般金相試樣有所不同，因此每一步驟都應(yīng)按規(guī)定操作。由于涂層結(jié)構(gòu)是不均勻的，顆粒與顆粒之間有機(jī)械結(jié)合，也有冶金結(jié)合，而且涂層中含有氧化物和其他脆性物質(zhì)，所以試樣制備自始至終要特別謹(jǐn)慎小心、要保持涂層微觀組織的完整性。涂層由于設(shè)計(jì)不當(dāng)和使用不當(dāng)造成非正常失效的原因，也可以用金相觀察進(jìn)行

17、分析和評(píng)定。如腐蝕產(chǎn)物的生成和腐蝕狀況，涂層應(yīng)力的作用造成涂層微粒的崩落和裂紋的擴(kuò)展，有害組織對(duì)涂層的作用，結(jié)合面失效原因等均能通過(guò)金相結(jié)合其他分析手段分析出來(lái)。235.9 疲勞強(qiáng)度測(cè)試圖5-18表示噴涂銅疲勞試件制作過(guò)程。疲勞試驗(yàn)是采用四點(diǎn)彎曲式，以裂紋產(chǎn)生時(shí)的循環(huán)次數(shù)來(lái)表示其抗疲勞破壞的性能。試驗(yàn)彎曲力矩應(yīng)保持在一定水平。除了用彎曲疲勞試驗(yàn)外，還可采用扭曲、旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)等方法。應(yīng)該指出，噴涂工藝參數(shù)、前處理等均對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生影響。 圖5-18 疲勞試樣制作過(guò)程 單位：mm245.10 殘余應(yīng)力測(cè)試X射線衍射應(yīng)力測(cè)試 在進(jìn)行X射線衍射試驗(yàn)之前，先將涂層試樣表面經(jīng)砂紙打磨拋光，制成光滑試樣，殘

18、存的表面最大粗糙度為Ra 4070m。試樣尺寸可自定，但為了進(jìn)行比較，應(yīng)使尺寸保持一致。測(cè)試原理如圖51 9所示。該裝置可測(cè)試室溫至600條件下涂層的應(yīng)力，一般涂層厚度在0.15 ram以內(nèi)時(shí)，測(cè)試結(jié)果較為準(zhǔn)確。對(duì)于厚涂層，難以準(zhǔn)確地測(cè)定涂層與界面的應(yīng)力分布狀態(tài)與水平。 圖519 X射線衍射應(yīng)力測(cè)試原理示意25 應(yīng)力環(huán)測(cè)定法 如圖520所示，先將試樣坯料加工成環(huán)狀，在環(huán)狀坯料c上的b部分噴涂涂層。由于涂層內(nèi)存在一定的應(yīng)力，會(huì)使坯料c的曲率發(fā)生變化?？梢愿鶕?jù)測(cè)量到的曲率變化，通過(guò)下式計(jì)算出殘余應(yīng)力的大小。圖520 應(yīng)力環(huán)測(cè)定法示意式中 E1，E2涂層、基材的縱彈性系數(shù)； h1，h2涂層、基材的厚

19、度； 曲率半徑； 涂層、基材的泊松比； r殘余應(yīng)力。26除了上述兩種方法外，還有一些方法如電阻應(yīng)變儀測(cè)量法、幻燈投影法及梯形槽法等也有所應(yīng)用，但均不如X衍射法快捷、方便、準(zhǔn)確。涂層的殘余應(yīng)力是在其冷卻與凝固過(guò)程中由于收縮而產(chǎn)生的，也可以是由不平衡的結(jié)晶等原因所產(chǎn)生。基體材料與涂層材料之間的膨脹系數(shù)相差越大，則涂層中的殘余應(yīng)力也就越大。不同的熱噴涂方法及涂層材料會(huì)使涂層中產(chǎn)生截然相反的應(yīng)力。當(dāng)涂層材料為金屬材料時(shí)，等離子焰噴涂后的殘余應(yīng)力高于氧一乙炔焰；而當(dāng)涂層為陶瓷材料時(shí)，氧一乙炔焰噴涂層的殘余應(yīng)力又高于等離子焰噴涂層。此外，涂層材料的熔點(diǎn)等因素也都與殘余應(yīng)力有關(guān)。275.11 涂層耐熱性能測(cè)

20、試5.11.1 電爐空氣氧化試驗(yàn)5.11.2 隔熱試驗(yàn)5.11.3 熱壽命試驗(yàn)285.11.1 電爐空氣氧化試驗(yàn)該試驗(yàn)是將試件暴露在高溫電爐空氣中，進(jìn)行連續(xù)氧化試驗(yàn)，測(cè)試試件表面涂層直至嚴(yán)重氧化破壞的時(shí)間；或記錄涂層的變化量，以此來(lái)檢驗(yàn)涂層自身的抗氧化能力和保護(hù)基體免受高溫氧化的破壞性能；因此對(duì)基體的保護(hù)能力除了取決于涂層材料外，還取決于涂層厚度以及涂層中的孔隙情況。很明顯，電爐空氣氧化試驗(yàn)近似于高溫環(huán)境試驗(yàn)，對(duì)于一般應(yīng)用而言，1100和1300下進(jìn)行的試驗(yàn)是有價(jià)值的。為了精確測(cè)定涂層本身的抗氧化性，可以將涂層剝離下來(lái)作為試樣，稱重后放人已經(jīng)加溫的爐內(nèi)，在設(shè)定的溫度下保溫一定的時(shí)間，然后將試樣

21、從爐內(nèi)取出，緩冷后稱重。重復(fù)上述試驗(yàn)達(dá)到足夠長(zhǎng)的時(shí)間，得出試樣質(zhì)量隨試驗(yàn)時(shí)間的變化曲線，并用目測(cè)定或采用金相顯微鏡觀察涂層氧化情況。涂層對(duì)基體的高溫氧化保護(hù)作用試驗(yàn)測(cè)定可以用棒材或平板材料作為基體，在其表面噴涂設(shè)計(jì)的涂層，并作必要的后處理封閉。將涂層試樣精確稱重和置人加溫的空氣爐內(nèi)，控制爐溫在設(shè)定的溫度。定期觀察爐內(nèi)的試樣狀態(tài)，如果涂層損壞，可以終止試驗(yàn)記錄結(jié)果，如果涂層未損壞，可以2 4 h為一個(gè)試驗(yàn)周期進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。每一周期結(jié)束后，試樣自然緩冷，在試驗(yàn)前再精確稱重置人。這種試驗(yàn)特別要注意的是試樣的幾何形狀的影響，平板試樣的涂層首先破壞為其邊緣處，這種結(jié)果對(duì)涂層系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值，避免基體

22、選用時(shí)的銳邊狀態(tài)。圓柱體兩端呈球形試樣的選取可避免涂層邊緣破壞的發(fā)生，試驗(yàn)后切開涂層檢測(cè)基體氧化狀況。295.11.2 隔熱試驗(yàn)該試驗(yàn)是評(píng)定熱障涂層的隔熱效果。全套試驗(yàn)裝置包括對(duì)試樣加熱的熱源裝置、測(cè)定對(duì)試樣加熱的熱流量測(cè)定裝置、試樣的溫度測(cè)量以及自動(dòng)記錄裝置和試樣機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)等。加熱熱源一般采用氧一乙炔火焰噴槍產(chǎn)生的高溫火焰，也可以用等離子焰。試樣放置離噴嘴50100 mm處，可與焰流中心方向垂直，也可以成某一個(gè)角度，試驗(yàn)中恒定各種操作參數(shù)并定時(shí)檢測(cè)熱流量。在試樣背面基體對(duì)準(zhǔn)焰流軸線處點(diǎn)焊(或者緊貼放置)一個(gè)帶底座熱電偶，試樣溫度變化可以在毫伏計(jì)上反映并連接記錄儀器繪制出曲線。從火焰開始對(duì)試

23、樣加熱起，測(cè)定試樣溫度隨時(shí)間的變化曲線，一旦試樣溫度達(dá)到平衡狀態(tài)即停止試驗(yàn)。比較溫度隨時(shí)間的變化曲線達(dá)到平衡狀態(tài)的斜率和快慢，可評(píng)定涂層的熱障性能。305.11.3 熱壽命試驗(yàn)此試驗(yàn)可以與熱障試驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行。試驗(yàn)前對(duì)試樣稱重，測(cè)定試樣在恒定溫度的火焰燒烤下涂層燒穿所需時(shí)間?；蛘咴囼?yàn)一定時(shí)間后，測(cè)定試樣重量和涂層厚度的變化，用以評(píng)定不同涂層的耐熱性能，其中涂層的厚度、重量、基體厚度、無(wú)涂層時(shí)燒穿的時(shí)間均是需要記錄參考的數(shù)據(jù) 315.12 涂層其他性能及無(wú)損檢測(cè)5.12.1 涂層的其他性能 作為功能性涂層的應(yīng)用，不僅應(yīng)進(jìn)行前述種種共性的涂層性能評(píng)價(jià)，而且對(duì)其功能性的檢測(cè)也是非常必要的。由于涂層結(jié)構(gòu)的不同，其功能性與相同的整體材料有一定的區(qū)別，甚至完全不同。目前性能的測(cè)試方法一般參照整體材料進(jìn)行