一種測試熱障涂層強度的雙軸拉伸試件，包括金屬拉伸基底和噴涂于金屬拉伸基底表面的基底表面涂層，所述金屬拉伸基底設(shè)計成具有雙軸拉伸特性的試樣，具體形狀為：在兩正交方向具有可供雙軸拉伸機夾持的夾持柄，所述夾持柄與試件主體部分具有平滑的過渡區(qū)，在金屬拉伸基底的中間部位開設(shè)四個對稱的圓形孔；所述基底表面涂層以試件的正中心位置為對稱軸，對稱地分布于四個對稱的圓形孔之間區(qū)域；本發(fā)明專利技術(shù)通過雙軸拉伸測試試件的設(shè)計可以有效模擬出涂層系統(tǒng)在服役環(huán)境中所承受的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，為全面準(zhǔn)確地獲取涂層系統(tǒng)的強度參數(shù)提高基礎(chǔ)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及熱障涂層材料強度測試
，具體涉及一種測試熱障涂層強度的雙軸拉伸試件。
技術(shù)介紹
熱障涂層技術(shù)是一項非常重要的熱防護(hù)技術(shù)，其主要噴涂于金屬基底表面，對金屬基底起到很好的隔熱防護(hù)作用，在燃汽輪機以及航空發(fā)動機的熱端部件上具有廣泛的應(yīng)用。熱障涂層技術(shù)的使用可以明顯降低金屬基底的服役溫度，使得熱端部件能夠在高于其熔點的燃?xì)鉁囟认逻\行，這對提高燃?xì)庑剩?jié)約能源具有十分現(xiàn)實的意義。由于該系統(tǒng)復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)以及殘酷的高溫服役環(huán)境，熱障涂層的破壞模式復(fù)雜多變，服役壽命難以得到有效保證。因此，提高熱障涂層系統(tǒng)的服役壽命是工程技術(shù)中重點關(guān)注的問題。作為設(shè)計高效長壽命熱障涂層的一項基本指標(biāo)，涂層系統(tǒng)的強度便顯得十分重要。在傳統(tǒng)的強度測試中，多采用單軸拉伸試件或者三點/四點彎曲試件，這些試件均不能模擬出涂層系統(tǒng)在實際服役過程中所承受的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種測試熱障涂層強度的雙軸拉伸試件，其通過雙軸拉伸測試試件的設(shè)計，能夠模擬出涂層系統(tǒng)在服役環(huán)境中所承受的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，為準(zhǔn)確有效地測試涂層強度奠定基礎(chǔ)。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種測試熱障涂層強度的雙軸拉伸試件，包括金屬拉伸基底I和噴涂于金屬拉伸基底I表面的基底表面涂層3，所述金屬拉伸基底I設(shè)計成具有雙軸拉伸特性的試樣，具體形狀為在兩正交方向具有可供雙軸拉伸機夾持的夾持柄1-1，所述夾持柄1-1與試件主體部分具有平滑的過渡區(qū)1-2，在金屬拉伸基底I的中間部位開設(shè)四個對稱的圓形孔2 ;所述基底表面涂層3以試件的正中心位置為對稱軸，對稱地分布于四個對稱的圓形孔2之間區(qū)域。所述金屬拉伸基底I及基底表層涂層3的厚度和大小均與測試需求相一致。所述的圓形孔2的位置和大小與測試需求相一致。所述圓形孔2的大小一致。與現(xiàn)有的單軸拉伸試件以及三/四點彎曲試件設(shè)計相比較，本專利技術(shù)的雙軸拉伸試件能夠有效模擬出基底表面涂層系統(tǒng)在實際服役過程中的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，為全面準(zhǔn)確地獲取相關(guān)反映基底表面涂層強度的關(guān)鍵指標(biāo)奠定了基礎(chǔ)；四個對稱圓形孔的設(shè)計，使得圓形孔之間區(qū)域在金屬拉伸基底拉伸過程中，具有比較均勻的應(yīng)力分布，保證了基底表面涂層在金屬基底承受雙軸拉伸的過程中承受比較均勻的應(yīng)力，實現(xiàn)了基底表面涂層應(yīng)力在測試中具有可控性。在測試過程中，該試件除了可以承受等雙軸拉伸以外，還可以調(diào)整兩軸的拉伸幅度，使其處于非等雙軸拉伸狀態(tài)，從而使基底表面涂層處于更復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)中。附圖說明圖I是本專利技術(shù)中所涉及的一種測試熱障涂層強度的雙軸拉伸試件的基底俯視圖 (等厚設(shè)計)。圖2是該試件在雙軸拉伸時的過程示意圖；圖2中，4為雙軸加載方向。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I和圖2所示，本專利技術(shù)的一種測試熱障涂層強度的雙軸拉伸試件，包括金屬拉伸基底I和噴涂于金屬拉伸基底I表面的基底表面涂層3，所述金屬拉伸基底I設(shè)計成具有雙軸拉伸特性的試樣，具體形狀為在兩正交方向具有可供雙軸拉伸機夾持的夾持柄1-1， 所述夾持柄1-1與試件主體部分具有平滑的過渡區(qū)1-2，本實施例的過渡區(qū)1-2為圓弧，在金屬拉伸基底I的中間部位開設(shè)四個對稱的圓形孔2 ;所述基底表面涂層3以試件的正中心位置為對稱軸，對稱地分布于四個對稱的圓形孔2之間區(qū)域，圖中4為雙軸加載方向。優(yōu)選金屬拉伸基底I及基底表面涂層3的厚度和大小均能夠根據(jù)測試需求調(diào)整； 圓形孔2的位置和大小能夠根據(jù)測試需求調(diào)整，從而使得中間的基底表面涂層在基底拉伸的過程中獲得不同的應(yīng)力大小。優(yōu)選圓形孔2的大小一致，進(jìn)一步保證了基底表面涂層在金屬基底承受雙軸拉伸的過程中承受比較均勻的應(yīng)力。該試件的設(shè)計使得當(dāng)金屬拉伸基底處于雙軸拉伸狀態(tài)時，在基底表面涂層的噴涂區(qū)域也會出現(xiàn)雙軸的應(yīng)力狀態(tài)，這種復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)正是基底表面涂層在實際服役過程中所承受的應(yīng)力狀態(tài)。能夠模擬出基底表面涂層在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的破壞失效也正是該試件區(qū)別于傳統(tǒng)的單軸拉伸以及三/四點彎曲試件的最大之處。由于該試件能夠有效模擬出基底表面涂層在實際服役時的應(yīng)力狀態(tài)，所以為全面準(zhǔn)確地獲取相關(guān)反映基底表面涂層強度的關(guān)鍵控制參數(shù)提供了基礎(chǔ)。在測試過程中，該試件除了可以承受等雙軸拉伸以外，還可以調(diào)整兩軸的拉伸幅度，使其處于非等雙軸拉伸狀態(tài)，從而使基底表面涂層處于更復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)中。盡管上面結(jié)合附圖對本方法的優(yōu)選實例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本專利技術(shù)并不局限于上述的具體實施方式，上述的實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本專利技術(shù)的啟示下，在不脫離本專利技術(shù)宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)，還可以做出很多形式的雙軸拉伸基底，包括改變試件的夾持方式和四個對稱孔的孔形等，也可以改變涂層的噴涂形狀，如圓形，菱形等。這些均在本專利技術(shù)的保護(hù)之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種測試熱障涂層強度的雙軸拉伸試件，包括金屬拉伸基底（1）和噴涂于金屬拉伸基底（1）表面的基底表面涂層（3），其特征在于：所述金屬拉伸基底（1）設(shè)計成具有雙軸拉伸特性的試樣，具體形狀為：在兩正交方向具有可供雙軸拉伸機夾持的夾持柄（1？1），所述夾持柄（1？1）與試件主體部分具有平滑的過渡區(qū)（1？2），在金屬拉伸基底（1）的中間部位開設(shè)四個對稱的圓形孔（2）；所述基底表面涂層（3）以試件的正中心位置為對稱軸，對稱地分布于四個對稱的圓形孔（2）之間區(qū)域。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種測試熱障涂層強度的雙軸拉伸試件，包括金屬拉伸基底(I)和噴涂于金屬拉伸基底(I)表面的基底表面涂層(3)，其特征在于所述金屬拉伸基底(I)設(shè)計成具有雙軸拉伸特性的試樣，具體形狀為在兩正交方向具有可供雙軸拉伸機夾持的夾持柄(1-1)，所述夾持柄(1-1)與試件主體部分具有平滑的過渡區(qū)(1-2)，在金屬拉伸基底(I)的中間部位開設(shè)四個對稱的圓形孔(2);所述基底表面涂層(3)以試件的正中心位置...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王鐵軍，蘇羅川，張偉旭，李建果，閆淵，
申請(專利權(quán))人：西安交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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