采用超声波水浸聚焦技术测量热障涂层厚度的方法

摘要

基于超声波斜入射条件下多层介质结构的声压反射系数,提出了一种超声波水浸聚焦技术测量热障涂层厚度的方法.主要原理是:超声纵波以小于第一临界角的角度入射至水/涂层/基体/水多层结构,在基体/水的界面产生折射横波,其经过涂层上下界面出射时产生一个混叠信号,结合干涉效应与斯涅耳定律,在已知横波声速的情况下可实现热障涂层测厚.实验中针对电子束物理气象沉积(Electron Beam Physical Vapor Deposition,EB-PVD)法制备的厚度范围66～l00μm的氧化钇部分稳定的氧化锆(ZrO2-8％Y2()3,YSZ)热障涂层,利用该方法测量的厚度值与对应扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观测厚度之间的绝对误差均小于5.4μm,相对误差小于8.0％.