軸類涂層結(jié)構(gòu)力學(xué)性能超聲顯微評(píng)價(jià)方法研究

涂層技術(shù)作為表面工程的關(guān)鍵技術(shù)，在眾多領(lǐng)域關(guān)鍵部件表面強(qiáng)化中被廣泛應(yīng)用，尤其對(duì)局部磨損嚴(yán)重的軸類部件表面抗磨損涂層及再制造工程尺寸修復(fù)方面的應(yīng)用更為矚目。彈性常數(shù)作為涂層力學(xué)性能的重要指標(biāo)，對(duì)評(píng)價(jià)涂層結(jié)構(gòu)的完整性至關(guān)重要，同時(shí)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(xué)性能劣化也極具危險(xiǎn)性，因此，研究軸類涂層結(jié)構(gòu)部件的涂層和基底力學(xué)性能變化具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。軸類涂層結(jié)構(gòu)因其幾何形狀的殊特性，較之板類超聲檢測(cè)難度更大，但其研究成果對(duì)板、塊類涂層結(jié)構(gòu)完全適用，因此，本著立足發(fā)展一種材料力學(xué)性能超聲顯微無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)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(jì)算、設(shè)備研制、換能器制作、實(shí)驗(yàn)研究、參數(shù)反演等方面開(kāi)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(shù)的材料聲學(xué)性能、力學(xué)性能和電學(xué)性能的超聲無(wú)損檢測(cè)綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容和成果包括： 1. 建立了不同性能材料的聲學(xué)、力學(xué)及電學(xué)特征的多特性多參量波動(dòng)力學(xué)理論模型。對(duì)各向同性//異性材料的聲學(xué)特性開(kāi)展數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了6個(gè)彈性常數(shù)、4個(gè)壓電常數(shù)、2個(gè)介電常數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量與反演表征，為新型功能材料力學(xué)及電學(xué)參數(shù)評(píng)價(jià)提供了理論基礎(chǔ)。 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(biāo)函數(shù)，結(jié)合多模態(tài)實(shí)驗(yàn)頻散曲線，實(shí)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(gòu)中波的傳播特性及彈性常數(shù)無(wú)損檢測(cè)新方法。建立了軸類涂層結(jié)構(gòu)聲傳播的理論模型，提出了相位互相關(guān)擬合獲取表面聲波實(shí)驗(yàn)頻散曲線的新方法，實(shí)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(kāi)發(fā)了一種新型膠體耦合介質(zhì)實(shí)現(xiàn)了超聲顯微非水浸散焦測(cè)量。利用自主研制的高頻超聲探頭和可移動(dòng)式高精度超聲顯微測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大型板材和厚壁管非水浸超聲檢測(cè)，為其工程化應(yīng)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(duì)不同滲氫試件氫損傷程度進(jìn)行表面聲波精確測(cè)量，其超聲測(cè)量結(jié)果與硬度和金相顯微檢測(cè)結(jié)果相一致，為早期氫損傷無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)提供了新技術(shù)。 2100433B

表面工程既是先進(jìn)制造技術(shù)，也是再制造工程的關(guān)鍵技術(shù)。其涂層技術(shù)作為重要的材料表面強(qiáng)化技術(shù)和復(fù)合技術(shù)，在航空航天、機(jī)械、核電及發(fā)電機(jī)等領(lǐng)域的表面工程中已得到廣泛應(yīng)用，尤其對(duì)機(jī)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(dòng)機(jī)軸頸、汽車(chē)曲軸等的抗磨損涂層和尺寸恢復(fù)的應(yīng)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(duì)于保證涂層結(jié)構(gòu)的完整性起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)受加工工藝及磨損腐蝕所致的基體材料的氫脆- - 氫致力學(xué)性能劣化更具危險(xiǎn)性。因此，研究軸類結(jié)構(gòu)部件的涂層和基底力學(xué)性能變化是一個(gè)倍受關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。本項(xiàng)目針對(duì)軸類涂層結(jié)構(gòu)部件提出一種超聲無(wú)損檢測(cè)綜合測(cè)試技術(shù)，研究涂層結(jié)構(gòu)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(guān)系的表征方法，解決氫致金屬力學(xué)性能劣化速度和氫脆程度的測(cè)定問(wèn)題。該技術(shù)對(duì)于航空、船舶和汽車(chē)等領(lǐng)域在役軸類涂層結(jié)構(gòu)部件的力學(xué)性能檢測(cè)和壽命評(píng)估具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。

經(jīng)濟(jì)實(shí)用,方便快捷,可無(wú)損測(cè)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(gòu)涂層織物基材

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

膜結(jié)構(gòu)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(qiáng)度高、質(zhì)輕柔韌、厚度小、難燃或不燃、自潔性好等特點(diǎn)。

膜結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)涂層織物C種膜材

由聚酯長(zhǎng)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(jí)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(shù)脂，這些都是涂層。