一種測試涂層密度的測試方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種測試材料涂層密度的測試方法，該方法采用常規(guī)的密度測試方法,針對由基體層和涂層組成的復(fù)合體試件，分別測量基體層試件的干重ms、密度ρs和復(fù)合體試件的干重密度利用導(dǎo)出的算式計算涂層的密度ρc。本發(fā)明適用于單涂層和多涂層材料的測試，對于多層涂層或梯度涂層，每測試一次干重、密度后研磨掉表層涂層，再測試一次干重、密度，通過兩次測試到的干重和密度計算出被研磨掉的表層涂層的密度。反復(fù)該步驟可以測試第二層涂層的密度。依次類推可以測試每一層的密度。該發(fā)明解決了涂層特別是陶瓷涂層密度測試的難題，具有較強(qiáng)的實(shí)用價值。
【專利說明】一種測試涂層密度的測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合材料力學(xué)性能評價【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種測試涂層密度的方法，如 硬脆陶瓷熱障涂層、耐磨耐腐蝕絕緣涂層等。

【背景技術(shù)】
[0002] 陶瓷涂層越來越廣泛地使用在現(xiàn)代工業(yè)和國防工業(yè)，包括航空、航天、汽車、石油 化工以及各種高溫耐磨器械。在金屬或其他固體材料上通過物理或化學(xué)的方法鍍上高硬 度、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐磨損、抗高溫的脆性陶瓷鍍層，對于現(xiàn)代機(jī)械領(lǐng)域的性能提高具有重 要意義。在化工領(lǐng)域，很多腐蝕液體通過的管道內(nèi)壁鍍上陶瓷涂層，壽命和耐久性可以提高 數(shù)倍。在國防工業(yè)和冶金工業(yè)領(lǐng)域，很多耐高溫構(gòu)件的表面需要鍍上熱障涂層，以實(shí)現(xiàn)承受 高溫或超高溫和氧化腐蝕的效果。這種陶瓷涂層的應(yīng)用前景非常好，但是在設(shè)計上需要知 道陶瓷涂層的密度，以便分析涂層熱應(yīng)力和熱匹配引起的變形和防止剝離現(xiàn)象。由于涂層 無法單獨(dú)從基體層上取下，它的性能測試成為一個難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的即在解決涂層密度無法直接測定的技術(shù)難題，提供一種采用相對法 來測試單層或多層復(fù)合涂層的密度的測試方法。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的材料涂層密度的測試方法，確定涂層本身的密度可以表示為復(fù)合體 試件和基體層試件的干重及密度的函數(shù)，只要確定出含涂層試件的干重、密度和基體層的 干重、密度，即可得到涂層的密度。
[0005] 對于一個帶有陶瓷涂層的試件，用常規(guī)方法測試試件的干重、密度后，研磨去掉涂 層，再測試一次干重、密度，利用前后兩次測試到的干重值和密度值，即可確定被磨掉的涂 層的密度。
[0006] 對于多層涂層的試件，每一層密度的測試均可借鑒單涂層的測試，逐層測試各涂 層的密度。
[0007] 本發(fā)明第一方面的目的在于提供一種測試涂層密度的測試方法，包括以下步驟：
[0008] (1)針對由基體層和涂層組成的復(fù)合體試件，采用阿基米德排水法測量所述復(fù)合 體試件的干重：，并計算所述復(fù)合體試件的密度i;
[0009] (2)去除所述復(fù)合體試件上的涂層，形成基體層試件，采用與步驟（1)相同的方 法，測量該基體層試件的干重ms，并計算該基體層試件的密度Ps ;
[0010] ⑶利用下列算式計算所述涂層的密度p。：

【權(quán)利要求】
1. 一種測試涂層密度的測試方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 針對由基體層和涂層組成的復(fù)合體試件，采用阿基米德排水法測量所述復(fù)合體試 件的干重G，并計算所述復(fù)合體試件的密度^: (2) 去除所述復(fù)合體試件上的涂層，形成基體層試件，采用與步驟（1)相同的方法，測 量該基體層試件的干重％，并計算該基體層試件的密度P s ; (3) 利用下列算式計算所述涂層的密度P。：
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試涂層密度的測試方法，其特征在于： 所述復(fù)合體試件的干重:叾、密度7和所述基體層的干重ms、密度Ps根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/ T 25995-2010 獲得。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測試涂層密度的測試方法，其特征在于： 所述涂層為單涂層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測試涂層密度的測試方法，其特征在于： 所述涂層為多涂層，把最外表層看作是單層涂層，獲得復(fù)合體試件的干重、密度，之后， 去除最外表層，將剩余的試件看作基體層并獲得其干重、密度，計算得到最外表層涂層的密 度；反復(fù)以上步驟，逐層確定每層涂層的密度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測試涂層密度的測試方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 測量多層涂層復(fù)合體試件的干重％，并計算該多層涂層復(fù)合體試件的密度 (2) 去除最外表面涂層，測量剩余復(fù)合體試件的干重msl，并計算研磨后的所述剩余復(fù) 合體試件的密度P sl ; (3) 根據(jù)步驟⑴和⑵所得的數(shù)據(jù)巧、msl、K、P sl計算被研磨掉的表面涂層的密 度 Pcl ; (4) 反復(fù)以上步驟（2)和（3)，測試去除第二層涂層后的剩余復(fù)合體試件的干重ms2， 求出第二層涂層的密度Pe2，在求出所述第二層涂層密度Pe2的計算中，去除最外表層涂 層后的剩余復(fù)合體試件的干重/?2 ，去除最外表層涂層后的剩余復(fù)合體試件的密度 P: = A丨； (5) 依次類推，求出每一層涂層的密度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或5中任一項(xiàng)所述的測試涂層密度的測試方法，其特征在于： 所述涂層通過研磨去除。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試涂層密度的測試方法，其特征在于： 所述涂層為厚度大于20微米的涂層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的測試涂層密度的測試方法，其特征在于： 所述涂層包括鍍覆在金屬或陶瓷基體層表面的陶瓷涂層、金屬涂層或玻璃涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測試涂層密度的測試方法，其特征在于：所述陶瓷涂層為陶瓷熱障涂層或陶瓷耐磨涂層的高模量涂層材料。
【文檔編號】G01N9/02GK104330334SQ201410690059
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】包亦望, 魏晨光, 萬德田, 邱巖, 劉小根 申請人:中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司