軸類涂層結(jié)構力學性能超聲顯微評價方法研究項目摘要

表面工程既是先進制造技術，也是再制造工程的關鍵技術。其涂層技術作為重要的材料表面強化技術和復合技術，在航空航天、機械、核電及發(fā)電機等領域的表面工程中已得到廣泛應用，尤其對機器中非常重要又極易產(chǎn)生局部磨損的軸類部件如：航空發(fā)動機軸頸、汽車曲軸等的抗磨損涂層和尺寸恢復的應用更為普遍。涂層的重要性能，如厚度、質(zhì)量密度、彈性常數(shù)等，對于保證涂層結(jié)構的完整性起著至關重要的作用，同時受加工工藝及磨損腐蝕所致的基體材料的氫脆- - 氫致力學性能劣化更具危險性。因此，研究軸類結(jié)構部件的涂層和基底力學性能變化是一個倍受關注的熱點問題。本項目針對軸類涂層結(jié)構部件提出一種超聲無損檢測綜合測試技術，研究涂層結(jié)構部件涂層彈性常數(shù)和基底材料彈性常數(shù)變化與氫濃度關系的表征方法，解決氫致金屬力學性能劣化速度和氫脆程度的測定問題。該技術對于航空、船舶和汽車等領域在役軸類涂層結(jié)構部件的力學性能檢測和壽命評估具有巨大的應用價值。

涂層技術作為表面工程的關鍵技術，在眾多領域關鍵部件表面強化中被廣泛應用，尤其對局部磨損嚴重的軸類部件表面抗磨損涂層及再制造工程尺寸修復方面的應用更為矚目。彈性常數(shù)作為涂層力學性能的重要指標，對評價涂層結(jié)構的完整性至關重要，同時受加工工藝及磨損腐蝕所致的基體材料的氫脆引起的氫致力學性能劣化也極具危險性，因此，研究軸類涂層結(jié)構部件的涂層和基底力學性能變化具有重要的科學意義和應用價值。軸類涂層結(jié)構因其幾何形狀的殊特性，較之板類超聲檢測難度更大，但其研究成果對板、塊類涂層結(jié)構完全適用，因此，本著立足發(fā)展一種材料力學性能超聲顯微無損檢測新技術及多參數(shù)反演新方法的宗旨，研究工作從理論研究、數(shù)值計算、設備研制、換能器制作、實驗研究、參數(shù)反演等方面開展了系統(tǒng)深入的研究，建立了一套完整的基于超聲顯微鏡技術的材料聲學性能、力學性能和電學性能的超聲無損檢測綜合評價系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容和成果包括： 1. 建立了不同性能材料的聲學、力學及電學特征的多特性多參量波動力學理論模型。對各向同性//異性材料的聲學特性開展數(shù)值仿真與實驗研究，實現(xiàn)了6個彈性常數(shù)、4個壓電常數(shù)、2個介電常數(shù)的實驗測量與反演表征，為新型功能材料力學及電學參數(shù)評價提供了理論基礎。 2. 建立了一套基于模擬退火的粒子群優(yōu)化反演算法(PS-B-SA)。提出了基于頻散方程系數(shù)矩陣行列式的新型目標函數(shù)，結(jié)合多模態(tài)實驗頻散曲線，實現(xiàn)了材料性能多維參數(shù)的聯(lián)合反演，并提高了材料性能參量反演的精確性。 3. 提出了一種軸類涂層結(jié)構中波的傳播特性及彈性常數(shù)無損檢測新方法。建立了軸類涂層結(jié)構聲傳播的理論模型，提出了相位互相關擬合獲取表面聲波實驗頻散曲線的新方法，實現(xiàn)了多種材質(zhì)不同直徑軸類鍍層材料彈性常數(shù)超聲表征。 4. 開發(fā)了一種新型膠體耦合介質(zhì)實現(xiàn)了超聲顯微非水浸散焦測量。利用自主研制的高頻超聲探頭和可移動式高精度超聲顯微測量系統(tǒng)，實現(xiàn)了大型板材和厚壁管非水浸超聲檢測，為其工程化應用提供了新手段。 5. 提出了一種利用表面聲波表征材料氫損傷的新方法。利用自主研制的專用PVDF窄膜線聚焦超聲探頭，對不同滲氫試件氫損傷程度進行表面聲波精確測量，其超聲測量結(jié)果與硬度和金相顯微檢測結(jié)果相一致，為早期氫損傷無損檢測與評價提供了新技術。 2100433B

經(jīng)濟實用,方便快捷,可無損測量多種涂層的厚度

，包括木材、混凝土等的表面涂層。

膜結(jié)構涂層織物基材

由高強度纖維編織的織物面料。常用的高強度纖維有聚酯長絲（即滌綸PET）和玻璃纖維兩種。

膜結(jié)構涂層織物膜材（膜材料）

由基材和表面涂層組合成的一種薄膜材料，具有強度高、質(zhì)輕柔韌、厚度小、難燃或不燃、自潔性好等特點。

膜結(jié)構涂層織物A種膜材

由玻璃纖維編織的基材和PTFE涂層組合成的膜材。

膜結(jié)構涂層織物B種膜材

由玻璃纖維編織的基材和硅酮涂層組合成的膜材。

膜結(jié)構涂層織物C種膜材

由聚酯長絲編織的基材和PVC涂層組合成的膜材。

a b c并非按照防火等級劃分, 只是名稱區(qū)別而已.

PTFE即聚四氟乙烯，PVDF即聚二氟乙烯，SILICONE即硅樹脂，這些都是涂層。