光热辐射技术测量钴涂层热学参数及厚度

摘要

为获得涂层材料特性,使用光热辐射(PTR)技术进行无损检测,并提出一种基于一维三层PTR理论模型的标定方法,完成了对Al基体钴涂层热学参数、厚度及分布的检测。三层PTR理论模型,由涂层、空气缺陷层和基体组成。搭建了实验平台,对两种不同厚度的钴(Co)涂层Al基体样品、无涂层Al基体参考样品进行了多点PTR测量。利用参考样品对带涂层样品PTR相位信号进行规格化,以消除检测系统的影响。通过多参数优化算法,对规格化后相位信号进行拟合,完成三层理论模型公式热参数的标定,求出了涂层材料的热传导率和热扩散系数,进而计算得到各检测点涂层厚度及分布。实验结果验证了理论模型的正确性,以及材料作为基体和涂层时其热学性能的值会发生改变。