熱噴涂涂層廣泛應(yīng)用于航空航天、冶金、化工、電力、艦船、交通運(yùn)輸、增材制造等領(lǐng)域，旨在提高材料耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化、防輻射等性能而施加在材料表面的覆蓋層。

    熱噴涂涂層的力學(xué)性能對膜/基系統(tǒng)的服役行為影響很大。相關(guān)的涂層區(qū)域及膜/基界面區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)較為復(fù)雜，使役環(huán)境溫度梯度熱應(yīng)力、相變產(chǎn)生的熱應(yīng)力、熱不匹配引發(fā)的形變熱應(yīng)力、氧化膜生長應(yīng)力等等，都會(huì)在此集中。較大的殘余應(yīng)力將使涂層自身產(chǎn)生彈性變形、塑性變形甚至斷裂；殘余應(yīng)力將大大降低膜/基結(jié)合強(qiáng)度，導(dǎo)致涂層的開裂或剝落，甚至導(dǎo)致基片破壞。熱噴涂涂層殘余應(yīng)力表征一直是相關(guān)工程技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

    相關(guān)表征技術(shù)始于20世紀(jì)初，自Stoney在1909年對電鍍薄膜應(yīng)力進(jìn)行定量研究以來，到目前為止已發(fā)展了許多應(yīng)力的測量方法。歸納起來，主要有：X射線衍射法、基片彎曲法、物性測量法以及用于特定薄膜的一些方法，如熒光光譜法和激光拉曼法等。相關(guān)表征技術(shù)介紹及優(yōu)缺點(diǎn)等請參考文末的參考文獻(xiàn)，在此不再贅述。本文采用的即是基片彎曲法，具體而言利用激光杠桿手段表征噴涂前后的基體曲率半徑，代入Stoney公式計(jì)算涂層的殘余應(yīng)力σ。

    測試原理及結(jié)果如下圖所示：

    實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)ST1000應(yīng)力儀能夠?qū)崿F(xiàn)對熱噴涂涂層殘余應(yīng)力的快速和準(zhǔn)確表征（單樣品測試時(shí)間＜5min；每個(gè)樣品曲率半徑重復(fù)測試兩遍，相對誤差＜5%）。

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