GB/T 46781-2025 金属及其他无机覆盖层 热障涂层热导率的测定

ICS2522020

CCSA.29.

中华人民共和国国家标准

GB/T46781—2025

金属及其他无机覆盖层

热障涂层热导率的测定

Metallicandotherinorganiccoatings—Determinationofthermal

conductivityofthermalbarriercoatings

ISO185552016MOD

(:,)

2025-12-02发布2026-07-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T46781—2025

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

原理

4………………………4

测定热扩散系数的装置

5…………………4

试样

6………………………5

测定步骤

7…………………7

和的热导率

8BCTC……………………10

报告

9………………………10

附录资料性面热扩散时间法

A()………………………11

附录资料性理论温升曲线示例

B()……………………13

参考文献

……………………14

Ⅰ

GB/T46781—2025

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件修改采用金属及其他无机覆盖层热障涂层热导率的测定

ISO18555:2016《》。

本文件与相比做了下述的结构调整

ISO18555:2016:

第章对应中第章及

———5ISO18555:201655.1~5.8;

悬置段增加标题通则和对应中和

———“”,ISO18555:2016

。

本文件与的技术差异及其原因如下

ISO18555:2016:

增加了适用范围见第章以适应我国的技术条件

———(1),;

用规范性引用的替换了见以适应我国的技术条件

———GB/T6462ISO1463(7.1),;

用规范性引用的替换了见第章第章和以适应

———ISO18755:2022ISO18755:2005(3、57.2.2),

我国的技术条件

。

本文件做了下列编辑性改动

:

中用资料性引用的替换

———ISO18755:2022ISO18755:2005;

增加了面热扩散时间法计算步骤的引导语

———。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由中国机械工业联合会提出

。

本文件由全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会归口

(SAC/TC57)。

本文件主要起草单位中核核电运行管理有限公司东方电气集团东方汽轮机有限公司华电电力

:、、

科学研究院有限公司沈阳德通热喷涂新技术有限公司中国科学院上海硅酸盐研究所上海华电奉贤

、、、

热电有限公司沈阳瑞特热表动力科技有限公司中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司国

、、、

标北京检验认证有限公司中国科学院金属研究所

()、。

本文件主要起草人胡明磊巩秀芳乔立捷常辉杨莉萍陈同舟上官新刚高名传魏娇

:、、、、、、、、、

尚宪和王伟卢硕肖峰张维丁娟强杜鹏程徐娜文杰邓志新吴军范明祯

、、、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T46781—2025

引言

热障涂层是高度先进的材料体系通常应用于镍基或钴基高温合金制备的热端部件表面如热电厂

,,

发电燃气轮机及航空发动机的燃烧室叶片和导向叶片等高温工况组件

、。

此类涂层通过采用高热阻材料在承力合金基体与涂层表面之间维持显著温差从而长期保护金属

,,

部件免受高温侵蚀其隔热功能能够提升部件工作温度极限显著延长使用寿命

。,。

尽管热导率是热障涂层的核心性能参数但现行国际标准仅提供了针对单一陶

,(ISO18755:2022)

瓷材料的热扩散系数测定方法未涵盖热障涂层体系的导热性能测试

,。

Ⅳ

GB/T46781—2025

金属及其他无机覆盖层

热障涂层热导率的测定

1范围

本文件描述了在室温下由金属黏结层和陶瓷面层构成的热障涂层在垂直于涂层表面方向的热导率

测定方法

。

本文件适用于热障涂层热导率的测定

。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

金属和氧化物覆盖层厚度测量显微镜法

GB/T6462(GB/T6462—2005,ISO1463:2003,

IDT)

精细陶瓷高级陶瓷高级工业陶瓷激光闪射法测定块体陶瓷的热扩散系数

ISO18755:2022(、)

[Fineceramics(advancedceramics,advancedtechnicalceramics)—Determinationofthermal

diffusivityofmonolithicceramicsbylaserflashmethod]

差示扫描量热法测定比热容的标准试验方法

ASTME1269-11(Standardtestmethodfordeter-

miningspecificheatcapacitybydifferentialscanningcalorimetry)

高级工业陶瓷单晶陶瓷热物理性质第部分比热容的测定

EN821-3:20053:(Advanced

technicalceramics—Monolithicceramics—Thermophysicalproperties—Part3:Determinationof

specificheatcapacity)

3术语和定义

中界定的以及下列术语和定义适用于本文件

ISO18755:2022。

31

.

热障涂层thermalbarriercoatingTBC

;

由金属黏结层和陶瓷面层组成的旨在减少热量由面层外部向内传递至基体的一种双

(BC)(TC)、

层结构的涂层

。

注见图

:1。

1

GB/T46781—2025

标引序号说明

:

面层

1———(TC);

黏结层

2———(BC);

基体

3———;

热障涂层

4———(TBC)。

图1热障涂层剖面图解

来源有修改

[:GB/T42259—2022,3.1,]

32

.

表观热扩散系数apparentthermaldiffusivity

试样带有黏结层的基体和带有热障涂层的基体在垂直于涂层表面方向的热扩散

[(BC)(TBC)]

系数

。

33

.

归一化温升normalizedtemperaturerise

TtT

()/Δ

试件背面脉冲加热后温度与加热前温度之差除以试件背面最高温度与加热前温度之差所得

,,

比值

。

TtTt-T

()=1()0

TT-T

Δmax0

式中

:

Tt用闪射法脉冲加热后试样背面的温度

1()———;

t时间

———;

T脉冲加热前试样背面的温度

0———;

T试样背面的最高温度

max———。

注见图

:2。

2

GB/T46781—2025

a闪射法

)b理想条件下的温升曲线

)

标引序号说明

:

脉冲加热

1———;

试样

2———;

基体

3———;

4———TBC;

正面

5———;

背面

6———;

红外测温

7———;

X时间单位为秒

———,(s);

Y归一化温升TtT

———()/Δ;

A面热扩散时间单位为秒

———,(s)。

图2闪射法和理想条件下的温升曲线

34

.

温升曲线temperature-risecurve

试样背面归一化温升随时间变化曲线

。

注见图中的粗实线

:2b)。

35

.

半升温时间halfrise-time

t

1/2

温升曲线中归一化温升达到所需的时间

,0.5。

注见图

:2b)。

36

.

面热扩散时间arealheatdiffusiontime

A

被最高温升水平线和温升曲线所围成的时间区域

。

注见图

:2b)。

37

.

热扩散时间heatdiffusiontime

τ

0

从脉冲加热试样正面至试样达到均温的时间间隔

。

d2

τ=

0α

式中

:

τ热扩散时间单位为秒

0———,(s);

3

GB/T46781—2025

d试样厚度单位为米

———,(m);

α热扩散系数单位为平方米每秒2

———,(m/s)。

注见图

:2b)。

4原理

基体和的热导率通过热扩散系数比热容和体积密度计算确定基本流程如图所示

、BCTC、,3。

基体和的热扩散系数测定的基本流程包括通过激光闪射法测定三类试样基体带

、BCTC:(、BC

的基体和带的基体的温升曲线并进行分析和的热扩散系数通过多层解析模型对温升

TBC),。BCTC

曲线拟合获得

。

基体和的比热容与体积密度需单独测量

、BCTC。

图3测定热导率的基本流程

5测定热扩散系数的装置

热扩散系数测定装置的示意图如图该装置由脉冲加热光源数据记录仪测量电路红外辐射

4,、、、

计试样夹具测试腔体热电偶和温度指示器构成

、、、。

该测试装置应符合的规定并宜使用其附录中的参考数据和参考材料进行

ISO18755:2022,F

校准

。

4

GB/T46781—2025

标引序号说明

:

脉冲加热光源

1———;

数据记录仪

2———;

测量电路

3———;

红外辐射计

4———;

触发信号

5———;

信号放大

6———;

试样背面的温度信号

7———;

试样

8———;

试样夹具