一种涂层结合强度测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及涂层结合强度测量技术领域，特别设及一种采用冲击法与声发射检测 技术相结合的涂层结合强度测量方法。
【背景技术】
[0002] 热喷涂是现代材料表面处理技术中一种重要技术，广泛应用于航天、兵器、动力设 备、运输设备等制造方面。目前的涂层性能检验指数主要根据使用要求定制，如烧蚀试验， 抗热震试验、抗磨损试验、剪切试验、显微硬度试验、拉伸试验等。
[0003] 涂层结合强度是评价涂层质量的重要指标之一，测量涂层结合强度的方法多达上 百种，其中最常用的有拉伸法、划痕法、弯曲法、剪切法等，然而该些方法各有利弊，如拉伸 法不能测量比胶粘剂自身结合强度大的涂层，划痕法主要适用于厚度在7umW下的涂层， 弯曲法适合测量结合强度较弱的各类涂层，剪切法无法测量较薄的涂层。此外，上述方法皆 需在特定实验条件下进行，无法实现工地现场检测。
[0004] 因此，目前亟需找到一种能够克服上述现有技术的缺陷且能够具有快速、高效、准 确的新的涂层结合强度测量方法，能够实现工地现场检测。
【发明内容】
[0005] 本发明设计开发了一种涂层结合强度测量方法，解决了现有测量方法通用性差的 缺陷，提供了一种可测量任何图层结合强度的方法，并且具有测量通用性好的优点。
[0006] 本发明还有一个目的是解决了声发射信号探测过程中信号干扰大的缺陷，提供了 消除信号干扰的的方法，更准确的测量出涂层的结合强度。
[0007] 本发明提供的技术方案为；
[000引一种涂层结合强度测量方法，包括如下步骤：
[0009] 步骤一、将压头尖端与待测试样表面紧贴，将声发射探测仪的探头通过真空禪合 剂与待测试样表面紧密粘贴；
[0010] 步骤二、使1kg重的落键自压头正上方300mm高处自由下落，冲击压头，进而使压 头冲击待测试样，诱导涂层失效，并使用声发射探测仪对整个冲击过程进行实时监测，采集 冲击过程的声发射信号；所述落键底部与所述压头顶部设置有缓冲材料，W减少所述落键 碰撞压头时产生的噪声；
[0011] 步骤S、采集声发射信号，所述声发射信号随时间变化关系可表示为：
[001 引x(t) =Asin(?0t)e-at，
[0013] 其中A和分别表示瞬态弹性波的幅值和频率，a为衰减因子，t为时间，e为欧 拉数；
[0014] 将所述声发射信号进行傅里叶变换，得到
[0015]
【主权项】
1. 一种涂层结合强度测量方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一、将压头尖端与待测试样表面紧贴，将声发射探测仪的探头通过真空耦合剂与 待测试样表面紧密粘贴； 步骤二、使Ikg重的落锤自压头正上方300mm高处自由下落，冲击压头，进而使压头冲 击待测试样，诱导涂层失效，并使用声发射探测仪对整个冲击过程进行实时监测，采集冲击 过程的声发射信号；所述落锤底部与所述压头顶部设置有缓冲材料，以减少所述落锤碰撞 压头时产生的噪声； 步骤三、采集声发射信号，所述声发射信号随时间变化关系可表示为： x(t) =A sin (ω 〇t) e_at, 其中A和ω ^分别表示瞬态弹性波的幅值和频率，a为衰减因子，t为时间，e为欧拉数； 将所述声发射信号进行傅里叶变换，得到
对幅值谱Χ(ω)进行形态学开闭和闭开平均运算，得到滤波后的信号X' (ω)，并利用 最小二乘法拟合对t (ω)进行拟合，最后结合相位信息进行傅里叶逆变换，得到降噪后 的声发射信号。 步骤四、对降噪后的声发射信号进行分析，判断涂层结合强度；声发射信号强度越高， 涂层结合强度越差，声发射信号强度越低，涂层结合强度越好。
2. 根据权利要求1所述的涂层结合强度测量方法，其特征在于，所述声发射探测仪的 前置放大器增益为40dB，所述声发射探测仪采集声发射信号的门槛值为55dB。
3. 根据权利要求2所述的涂层结合强度测量方法，其特征在于，所述声发射探测仪采 集的声发射信号为声发射能量计数信号；且能量计数小于1000,涂层结合强度相当好；能 量计数为1000~2500,涂层结合强度好；能量计数为2500~6000,涂层结合强度较好；能 量计数为6000~10000,涂层结合强度差，能量计数大于10000,涂层结合强度很差。
4. 根据权利要求2所述的涂层结合强度测量方法，其特征在于，所述声发射探测仪采 集的声发射信号为声发射波形电压值信号；且波形电压小于IV，涂层结合强度相当好；波 形电压为1~4V，涂层结合强度好；波形电压为4~8V，涂层结合强度较好；波形电压为 8~9V，涂层结合强度差；波形电压为大于9V，涂层结合强度很差。
5. 根据权利要求2所述的涂层结合强度测量方法，其特征在于，所述声发射探测仪采 集的声发射信号为声发射幅值信号。
6. 根据权利要求3或4或5所述的涂层结合强度测量方法，其特征在于，所述压头压头 为90°金刚石压头、120°金刚石压头和120°硬质合金钢压头中的一种。
7. 根据权利要求6所述的涂层结合强度测量方法，其特征在于，所述探头与压头尖端 的距离为15_~30mm。
8. 根据权利要求7所述的涂层结合强度测量方法，其特征在于，所述落锤下表面与所 述压头上表面设置有缓冲层，以减小碰撞噪声。
【专利摘要】本发明公开了一种涂层结合强度测量方法，包括如下步骤：步骤一、使用压头冲击待测试样，诱导涂层失效；步骤二、使用声发射探测仪对整个冲击过程进行实时监测，采集冲击过程的声发射信号；步骤三、对声发射信号进行分析处理，根据声发射信号的强度，判断涂层结合强度。即声发射信号强度越高，涂层结合强度越差；声发射信号强度越低，涂层结合强度越好。本发明提供的涂层结合强度测量方法，检测过程高效、快速，可实现现场实时检测，并且能够很据测量的声发射信号强度的大小，定量或半定量的得出涂层结合强度的大小。
【IPC分类】G01N19-04
【公开号】CN104865183
【申请号】CN201510319574
【发明人】王海军, 刘明, 王晶晨, 杨振凯, 董天顺
【申请人】中国人民解放军装甲兵工程学院
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月11日