发动机叶片上涂覆热障涂层（thermal barrier coatings，TBCs），如图1所示，能够显著降低叶片合金表面温度，阻隔环境高温腐蚀氧化。当涂层材料在高温下服役后，易出现界面开裂、局部减薄等质量问题，给发动机系统带来安全隐患，如图2所示。因此，对涂层结构材料制备和服役期间的状态和性能进行实时检测和评估，对于保证构件的安全可靠具有重要意义。

针对上述工程问题，研究团队研究了基于涂层厚度方向上的一维热扩散理论模型，采用长脉冲热激励，建立了基于红外热图特征时间的（二阶导数极小值点出现的时刻）涂层厚度检测方法。该方法克服了传统短脉冲激励检测低热导率涂层的困难。同时，该方法可以实现快速、大面积的涂层厚度检测。如图3所示。

 图   3   长脉冲红外无损检测方法示意图

进一步研究了长期服役过程中热障涂层不均匀厚度检测问题。实验结果表明，采用长脉冲红外无损检测下，可以高效精准地检测涂层厚度，相对误差在5%以内，如图4所示。同时，讨论了热激励时长、红外采样速率、涂层材料参数等对测试结果的影响。

(a)                               (b)

图4 (a) DIC法得到的曲面图。 (b) LPT法测量不均匀厚度的涂层。

成果以“Non-destructive Evaluation of Uneven Coating Thickness Based on Active Long Pulse Thermography”为题发表于无损检测领域顶级期刊NDT&E International（一区TOP）。江苏大学为第一单位和通讯单位。结构健康管理研究院朱建国教授和卓立军讲师为共同通讯作者。研究生黄振为第一作者。该研究获得了国家自然科学基金，江苏省自然科学基金和哈尔滨工业大学重点实验室基金的支持。

论文链接：

https://authors.elsevier.com/a/1f7-p3RA9ST-jE