机械工程学报

作者：张平, 钟舜聪, 张秋坤, 戴晨煜, 陈伟强, 林杰文

单位：1. 福州大学机械工程及自动化学院 福州 350108;2. 上海大学机电工程及自动化学院 上海 200072

关键词：太赫兹,热障涂层,热生长氧化物,折射率,厚度,无损检测；

基金：国家自然科学基金资助项目（51675103）。

精确提取陶瓷层（Top coat，TC）与热生长氧化层（Thermally grown oxide，TGO）层在太赫兹频段的折射率是进行热障涂层（Thermal barrier coatings，TBCs）太赫兹无损检测研究的重要条件。由于对涂层样品只能采取反射式测量，所以首先比较了反射式与传统透射式测量条件下提取样品太赫兹光学参数及厚度的结果，随后利用反射式太赫兹时域脉冲成像系统提取等离子体喷涂的8YSZ热障涂层（TBCs）中TC层与TGO层的折射率，并依据所提取折射率进一步对TC层的厚度分布进行测量及成像。试验结果表明在材料中衰减较小的有效频段下反射式测量同样可以精确提取样品的折射率以及厚度，反射式测量TC层的平均折射率为5.23，TGO层的折射率为2.91，TGO的主要成分α-Al2O3的折射率为2.85。TBCs样品中TC层的平均厚度为257 μm，从TC层厚度的太赫兹图像中可观察到TC与粘结层（Bond coat，BC）界面的不均匀程度。反射式太赫兹无损检测可精确提取TBCs中TC与TGO的折射率和厚度，这对于TBCs中裂纹和气泡等缺陷的识别以及TGO生长太赫兹检测具有重要意义。

来源：2021年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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