热障涂层服役环境模拟装置及模拟环境控制方法

摘要

本发明公开了一种热障涂层服役环境模拟装置及其模拟环境的控制方法，该装置包括材料力学性能试验机、红外快速加热设备、声发射设备、材料电性能交流阻抗谱测试设备、温度采集设备和夹具，该装置能够同时进行加热、加力和腐蚀的环境模拟，并且可以实现温度与机械载荷同步上升、保持、同步下降，解决了现有环境模拟装置中只能模拟单一环境状况的缺陷；该模拟环境的控制方法，可以根据航空发动机的工作特点控制环境模拟参数。对航空发动机启动、巡航和关闭过程温度迅速上升，保持在较高温度水平和温度下降过程以及在整个过程中伴随的载荷的增加，疲劳或蠕变载荷和载荷的下降过程进行耦合模拟，并可对腐蚀性气氛的含量进行控制实现对热障涂层服役环境的模拟。

主权项

1、一种热障涂层服役环境模拟装置，包括材料力学性能试验机、红外快速加热设备、声发射设备、材料电性能交流阻抗谱测试设备和温度采集设备，其特征在于：还包括夹具，所述夹具由上夹具(1)和下夹具(2)、上波纹管(103)和下波纹管(203)以及石英管(3)构成，上夹具(1)和下夹具(2)、上波纹管(103)和下波纹管(203)为一体加工成型件，且上夹具(1)和下夹具(2)结构相同，上波纹管(103)和下波纹管(203)结构相同；所述上夹具(1)上设有凸台(102)、上波纹管(103)，凸台(102)与上波纹管(103)之间设有冷却气体排出的排气嘴(104)，与冷却气体排气嘴(104)相导通的是空心通孔(111)，空心通孔(111)端部是与试样(4)螺纹连接的试样连接端(112)，上夹具(1)与所述材料力学性能试验机通过设有外螺纹的上连接端(101)实现将试样(4)固紧于材料力学性能试验机上；所述上波纹管(103)上设有上支撑盘(109)、波纹旋管，上波纹管(103)的中心是空心通孔(111)，上波纹管(103)通过端盖固紧在上夹具(1)的支撑台(109)上实现与上夹具(1)的连接，支撑盘(109)上设有用于腐蚀性气体排出的排出嘴(105)、实现温度采集的热电偶(403)连接的第一连接端(108)、实现交流阻抗电极(401)连接的第一连接端(106)和实现声发射的波导管(402)连接的第一连接端(107)；石英管(3)的一端密封套接在上波纹管(103)的支撑盘(109)上；所述下夹具(2)上设有凸台(202)、下波纹管(203)，凸台(202)与下波纹管(203)之间设有冷却气体进入的进气嘴(204)，与冷却气体进气嘴(204)相导通的是空心通孔(212)，空心通孔(212)端部是与试样(4)螺纹连接的试样连接端，下夹具(2)与所述材料力学性能试验机通过设有外螺纹的下连接端(201)实现将试样(4)固紧于材料力学性能试验机上；所述下波纹管(203)上设有下支撑盘(209)、波纹旋管(210)，下波纹管(203)的中心是空心通孔(212)，下波纹管(203)通过端盖(211)固紧在下夹具(2)的支撑台(209)上实现与下夹具(2)的连接，支撑盘(209)上设有用于腐蚀性气体进入的进气嘴(205)、实现温度采集的热电偶(403)连接的第二连接端(208)、实现交流阻抗电极(401)连接的第二连接端(206)和实现声发射的波导管(402)连接的第二连接端(207)；石英管(3)的一端密封套接在下波纹管(203)的支撑盘(209)上；试样(4)的表面涂覆有热障涂层(5)，热障涂层(5)上安装有电极(401)和热电偶(403)，波导管(402)安装在试样(4)上。