2020各类涂层的检测技术介绍及对比分析
各类涂层的检测技术介绍及对比分析
复合涂层阻抗谱检测可以分为两种，即高温干燥环境中应用的阻抗谱法 (IS) 和电解液中测量使用的电化学阻抗谱法 (EIS)。两者在复合涂层无损检测方面各 具优势，如 EIS 在测量过程中，电解液能够渗入复合涂层 的孔洞、微裂纹等缺 陷，EIS 在检测复合涂层的孔隙率、孔的尺寸和形状、甚至机械性能等方面具有 很大的优势。Sohn[8]等采用 EIS 技术测量 复合涂层 中液体电解质的阻抗变化， 确定了 复合涂层 微观结构演化与电化学阻抗响应之间的关系。Gómez-García 等[9]采用 EIS 技术将恒温氧化后 复合涂层 阻抗谱响应与其机械性能相关联， 证明该技术有能力评估 复合涂层 的微观结构的退化和机械性能的衰减。IS 在 表征 YSZ、TGO 以及两者界面处微观结构和组成成分的演变方面具有优势。 Ogawa 等首次应用 IS 技术研究了大气等离子喷涂 复合涂层 退化过程中反应层 的形成和 YSZ 陶瓷层中裂纹的检测。在此基础上，Xiao 等应用 IS 技术监测了 恒温氧化下 TGO 的演化、YSZ 面层的烧结和相变、TGO 和粘结层的界面裂纹 扩展，为预测服役期间复合涂层剩余寿命奠定了基础。
2.3 红外热成像技术(IRT)
红外热成像技术 (IRT) 是一种基于瞬态热传导的无损检测方法。样品内部 缺陷会影响热量传递，导致表面温度分布不均，IRT 技术通过红外热像仪记录表 面的热像图，识别出样品损伤，其原理如图 2-3 所示。根据红外辐射来源，红外 热成像分为两类：主动式红外热成像 (外部加载产生热激励) 和被动式红外热成 像 (试样本身的红外辐射)。主动式红外热成像根据加热方式的不同，分为脉冲 热成像、调制热成像、阶跃热成像、辐射热成像等，其中最常用的是脉冲热成像 和调制热成像。
涂料及涂层的性能检测方法
涂料和涂层的性能测试方法(1)涂料性能的测试。
涂层性能是指涂层的粘度、密度、遮盖力、固体含量、流平性、干燥性。
现将检测方法分述如下。
①涂料黏度的测定液体涂层的粘度是指分子间相互作用阻碍分子间相对运动的能力，即表示流体流动时产生的内摩擦力。
涂料最常用的粘度是涂料-4杆黏度计。
主要测试范围为15Os以下的涂料。
将涂料倒入杯中。
测定时，将手指堵住漏斗嘴，涂料倒满时，将手指从漏嘴处移开，并同时开动秒表，所有油漆流出所需的时间(s)即涂料的黏废。
测定温度为(25±1)℃。
作两次测验，其误差不大于2％～3％。
粘度换算表见表6-9。
②涂料密度测定法见中华人民共和国国家标准GB l756—79。
③涂料的遮盖力测定方法涂层的覆盖能力是将涂层涂覆在物体表面以形成均匀的薄层，使底色不再呈现，所用的最在涂料用量。
用g/m<font size="2">2表示。
测试用黑白格法，即把一块lOO mm×100 mm的黑白板用涂料涂刷后，放在光线下照射，目测，黑白格界限消失，记下使用的油漆量。
涂料的遮盖力R，(g／m<font size="2">2)，按式(6—4)计算式中 A——使用的油漆量，g；B——样品和涂层的质量，g：C——涂层面积，m<font size="2">2。
详见国家标准(GBl728—79)关于涂料的遮盖力测定方法：④涂料固体含量的测定法在一定温度下加热涂层的固体含量、溶剂挥发，烘干后剩余物质量与原质量的比值，用百分比表示。
涂料固体含量按式(6—5)计算式中 C<font size="2">1——干燥后的涂层样品质量，g；C——干燥前涂层样品质量，g。
⑤涂料流平性的测定法将涂料刷涂或喷涂于物件表面，经一定的时间后，刷痕消失，形成平滑的表面，这种性能称为流平性。
形成光滑表面所需的时间可用于评估涂层的平滑度(用mm表示)。
无损检测技术中的涂层腐蚀检测方法
无损检测技术中的涂层腐蚀检测方法涂层腐蚀是制造业中常见的问题之一，对于各种工业设备和结构来说，涂层的腐蚀会严重影响其性能和寿命。
因此，开发出准确可靠的涂层腐蚀检测方法对于确保工业设备和结构的安全运行至关重要。
在无损检测技术中，有几种常用的方法可用于检测涂层腐蚀，包括电化学阻抗谱、红外热成像、超声波检测以及X射线检测。
电化学阻抗谱是一种常用的检测涂层腐蚀的方法。
它通过测量涂层表面的电化学阻抗来评估涂层的腐蚀程度。
电化学阻抗谱测量设备可以直接放置在涂层表面，通过施加交流电压来测量电流和电压之间的关系，从而得出涂层的电化学阻抗谱。
通过分析阻抗谱的特征，可以判断涂层腐蚀的程度和类型。
电化学阻抗谱方法具有非侵入性、快速、准确等优点，成为涂层腐蚀检测中的重要方法。
红外热成像也是一种常用的检测涂层腐蚀的方法。
它通过测量涂层表面的热辐射来评估涂层的腐蚀程度。
红外热成像设备可以将表面的热辐射转化为可见的热图像，通过分析热图像的特征，可以判断涂层腐蚀的程度和位置。
红外热成像方法具有非接触、快速、全面等优点，适用于大面积涂层腐蚀的检测。
超声波检测是一种常用的检测涂层腐蚀的方法。
它通过测量涂层下方的反射信号来评估涂层的腐蚀程度。
超声波检测设备可以将超声波传输到涂层下方，通过接收反射信号来判断涂层与基材之间的界面状况。
通过分析反射信号的特征，可以判断涂层腐蚀的程度和位置。
超声波检测方法具有高精度、高灵敏度、无损伤等优点，在工业领域广泛应用于涂层腐蚀的检测。
X射线检测是一种常用的检测涂层腐蚀的方法。
它通过测量涂层下方的反射X射线来评估涂层的腐蚀程度。
X射线检测设备可以产生高能的X射线束，通过照射涂层，通过接收反射的X射线来判断涂层与基材之间的界面状况。
通过分析反射X射线的特征，可以判断涂层腐蚀的程度和位置。
X射线检测方法具有穿透性、非接触、快速等优点，在航空航天、汽车制造等领域广泛应用于涂层腐蚀的检测。
综上所述，无损检测技术中的涂层腐蚀检测方法有电化学阻抗谱、红外热成像、超声波检测和X射线检测。
涂料检测国标(2020年整理).pptx
学海无 涯
涂料及其产品 标准名称 漆膜附着力测定法 清漆、清油及稀释剂外观和透明度测定法 清漆、清油及稀释剂颜色测定法 涂料粘度测定法 涂料细度测定法 色漆、清漆和塑料 不挥发物含量的测定 涂料遮盖力测定法 漆膜一般制备法 漆膜、腻子膜干燥时间测定法 色漆和清漆 摆杆阻尼试验 漆膜柔韧性测定法 漆膜耐冲击测定法 漆膜耐水性测定法 漆膜耐热性测定法 漆膜耐湿热测定法 漆膜耐霉菌测定法 色漆和清漆 颜料含量的测定 第 2 部分:灰化法 腻子膜柔韧性测定法 厚漆、腻子稠度测定法 漆膜回粘性测定法 测定耐湿热、耐盐雾、耐候性（人工加速）的漆膜制备法 色漆和清漆 涂层老化的评级方法 漆膜耐磨性测定法 涂膜、腻子膜打磨性测定法 色漆和清漆 耐中性盐雾性能的测定 色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射暴露（滤过的氙弧辐射） 漆膜颜色标准
51 GB/T 9267-2008
52 GB/T 9268-2008 53 GB/T 9269-1988 54 GB/T 9271-2008 55 GB/T 9272-2007
学海无 涯
涂料产品的取样 家具表面漆膜耐干热测定法 非磁性金属基体上非导电覆盖层厚度测量 涡流方法 闪点的测定 快速平衡闭杯法 色漆和清漆耐水性的测定法 浸水法 涂层附着力的测定法拉开法 涂膜硬度铅笔测定法 红外光谱分析方法通则 质谱分析分析方法通则 金属覆盖层 对底材为阴极的覆盖层 腐蚀试验后的电镀试样的评级 色漆和清漆弯曲试验(圆柱轴) 塑料用聚酯树脂、色漆和清漆用漆基 部分酸值和总酸值的测定 色漆和清漆用漆基 皂化值的测定 滴定法 漆膜颜色表示方法 色漆和清漆 密度的测定比重瓶法 色漆、清漆和印刷油墨 研磨细度的测定 涂料表面干燥试验小玻璃球法 涂料贮存稳定性试验方法 涂料流出时间的测定 ISO 流量杯法 涂料产品的大面积刷涂试验 色漆流挂性的测定 建筑涂料涂层耐碱性的测定 建筑涂料涂层耐洗刷性的测定 涂料用乳液和涂料、塑料用聚合物分散体白点温度和最低成膜温度 的测定 乳胶漆耐冻融性的测定 建筑涂料粘度的测定斯托默粘度计法 色漆和清漆 标准试板 色漆和清漆 通过测量干涂层密度测定涂料的不挥发物体积分数
无损检测技术中的涂层腐蚀检测方法
无损检测技术中的涂层腐蚀检测方法涂层腐蚀是指涂层表面发生的软化、剥离、起泡、裂纹等现象，会严重影响涂层的功能和寿命。
因此，在无损检测技术中，涂层腐蚀检测方法显得尤为重要。
本文将介绍几种常见的涂层腐蚀检测方法。
首先，常见的一种方法是视觉检测法。
这种方法通过人眼对涂层表面进行观察，判断是否存在腐蚀现象。
视觉检测法简单易行，成本低廉，但其主观性较强，依赖于操作人员的经验和观察能力，容易出现误判的情况，尤其对于微小的腐蚀隐患很难发现。
其次，电化学测试方法也是一种常用的涂层腐蚀检测方法。
通过浸泡涂层样品于特定电解质中，应用电化学仪器对其进行测试，获取电化学参数如腐蚀电流、腐蚀电位等。
根据这些参数的变化，可以判断涂层腐蚀的程度和位置。
电化学测试方法具有高灵敏度、无损伤性等优点，可以实时监测涂层的腐蚀情况，但它也有一定的局限性，如需要专门的设备和熟练的操作技巧。
此外，还有一种常见的检测方法是超声波检测法。
这种方法利用超声波在涂层和基材界面的反射或传导现象，探测涂层下的腐蚀情况。
超声波检测方法具有无损性、可靠性高等优点，可以检测较深的涂层腐蚀情况，但仅适用于厚度较大的涂层。
此外，磁性检测法也是常用的涂层腐蚀检测方法之一。
它利用磁性涂层在腐蚀作用下磁化程度发生改变的特性，通过检测涂层表面的磁场分布来判断涂层腐蚀的情况。
磁性检测法具有快速、无损性、可视化等优点，但对涂层的磁性和厚度有一定的要求。
最后，红外热像技术也可以用于涂层腐蚀检测。
红外热像技术通过检测被测涂层的表面温度分布来判断其是否存在腐蚀现象。
这种方法具有快速、非接触、无损伤性等优点，但对环境温度和被测涂层的热导率有一定要求。
综上所述，对于无损检测技术中的涂层腐蚀检测，视觉检测法、电化学测试法、超声波检测法、磁性检测法和红外热像技术都是常见的方法。
每种方法都有其优缺点，应根据具体情况选择合适的检测方法。
未来随着科技的进步，无损检测技术在涂层腐蚀检测领域将会得到更广泛的应用和发展。
涂料及涂层的性能检测方法
涂料及涂层的性能检测方法涂料及涂层性能检测方法是涂料与涂层质量控制的重要环节，旨在确定其物理化学性能、结构特征、耐久性等指标是否符合标准要求。
下面简单介绍几种常用的涂料及涂层性能检测方法。
1. 膜厚测定法：膜厚是涂料涂层质量的重要指标之一，对于不同的应用领域和工艺要求，其要求的膜厚也不尽相同。
常见的膜厚测定方法有刮板涂布法、流延涂布法、干膜厚度仪法等。
其中刮板涂布法是比较常用的方法，其原理是将一定量的涂料涂在平板试验片上，再通过刮刀刮去多余的涂料，然后将试片放在测膜厚仪上进行测量，从而得到涂料的膜厚。
2. 粘度测定法：粘度是衡量涂料流动性的重要参数，它受到涂料成分、含量、温度、搅拌方式等因素的影响。
通常采用黏度计来测定涂料粘度，可以通过旋转、倾斜或压缩黏度计来计算涂料在不同温度下的黏度。
在实际应用中，粘度还可以用来监控涂料制备过程中的变化，提高涂料生产质量。
3. 硬度测定法：涂料涂层的硬度直接影响其抗刮擦、抗冲击等性能，因此硬度测试也是涂料涂层质量控制的关键。
常用的硬度测试方法包括划痕法、压痕法、弹性球法等。
其中划痕法是一种定量的硬度测定方法，通过使用不同硬度的划痕工具在试样表面作一定规格的痕迹，然后测量其长度或深度来反映涂层硬度。
4. 耐候性测试法：耐候性是指涂料和涂层在不同气候、环境下的老化和破坏程度，它是衡量涂料和涂层长期使用性能的重要指标。
常用的耐候性测试方法包括盐雾试验、紫外线老化试验、水循环试验等。
在实际应用中，耐候性测试结果可以为生产制造、产品使用和标准制定等提供有力的参考。
涂料及涂层性能检测方法与质量控制紧密相关，选择合适的检测方法可以有效提高涂料及涂层的质量和可靠性，保证其在实际应用中的效果。
涂层表面质量检测技术研究
涂层表面质量检测技术研究一、引言涂层表面质量是涂装过程中需要考虑的一个重要指标，涂装质量的不良会影响涂层的使用寿命、外观效果等。
因此，涂层表面质量的检测技术也变得越来越重要。
二、涂层表面缺陷识别技术涂层表面质量主要包括缺陷、涂膜厚度、表面粗糙度、附着力等。
其中，涂层缺陷是目前涂层检测的主要指标之一。
涂层表面主要的缺陷有划痕、气泡、粘附不良、缺陷等。
针对表面缺陷的检测方法目前主要包括视觉检测、光学显微镜和扫描电子显微镜等。
其中，视觉检测是一种普遍的方法。
对于低精度的缺陷检测，只需人工视觉对缺陷进行判断即可。
但对于高精度的检测则需要借助显微镜等设备进行检测。
三、涂膜厚度检测技术涂层的涂膜厚度也是一个重要的涂层表面质量指标。
涂层的厚度影响着其防腐性、机械强度和耐磨性等。
失控的涂层厚度会导致涂层的不良甚至是失效。
目前，涂膜厚度的检测主要包括磁学涂层厚度测量法、X射线荧光分析法、激光脉冲法等。
其中，磁学涂层厚度测量法是最常用的方法。
其原理是基于涂层中含有磁性氧化物颗粒的特性，通过检测磁场变化来计算涂层的厚度。
此方法使用简单、精度较高，且相对于其他方法更为经济。
四、表面粗糙度检测技术表面粗糙度是涂层表面质量中的一个关键指标。
表面粗糙度直接影响涂层的附着力和外观效果等。
目前，涂层表面粗糙度检测主要包括拉曼光谱仪、离子束散射仪、原子力显微镜等装置。
其中，原子力显微镜是一个高分辨率的表面形貌检测技术。
它可以提供高分辨率、高灵敏度的表面拓扑特性。
然而，由于其复杂的显微镜系统和高昂的价格，其在实际生产中应用较少。
五、涂层表面附着力检测技术涂层表面附着力也是一个重要的涂层表面质量指标。
好的涂层附着力可以有效地防止涂层剥落、龟裂等不良现象。
当前，涂层表面附着力检测主要包括划格法、针盘法和搓揉法等，其中划格法是最为常用的检测方法之一，它可以通过对涂层进行独立剥离或部分剥离，然后根据剥离的数量、方向和形状来评估涂层附着力的质量。
涂层色差测量方法
涂层色差测量方法涂层色差测量方法可以通过多种方式进行，下面列举了50条关于涂层色差测量方法的详细描述：1. 透射光谱法：通过测量涂层在特定波长下的透射光谱，来分析涂层的色差情况。
2. 显微光谱成像：使用显微镜和光谱仪，对涂层进行成像和光谱分析，以获取色差数据。
3. 荧光光谱法：通过激发涂层中的荧光物质，来测定其在不同波长下的荧光光谱，进而判断色差情况。
4. 白光干涉测量法：利用干涉仪对涂层的反射或透射光进行干涉，以获得色差信息。
5. 反射光谱法：通过测量涂层表面的反射光谱，来分析涂层色差。
6. 光栅分光光度计法：利用光栅分光仪测量涂层的光谱，从而获得色差信息。
7. 颜色差计：使用专门的颜色差计仪器，通过比较标准色板和涂层颜色的差异来测量涂层的色差。
8. 非接触式光学测量方法：通过激光或光学传感器，无需直接接触涂层表面，来测量涂层的色差情况。
9. 微光学成像技术：利用微型光学设备，对涂层进行高分辨率的成像和色差分析。
10. 偏振光谱法：利用偏振光对涂层进行测量，以获得更准确的色差数据。
11. 红外光谱法：通过测量涂层在红外波段的光谱特征，来分析其色差情况。
12. X射线荧光光谱法：利用X射线激发涂层中的元素，测定其荧光光谱，以获取色差信息。
13. 超声波共振法：通过超声波在涂层中的传播速度和衰减情况，来间接反映涂层的颜色差异。
14. 激光散射法：利用激光对涂层进行散射，在散射光谱中分析涂层的颜色特征。
15. 纳米粒子光谱技术：使用纳米粒子对涂层进行标记，通过光谱技术来分析涂层的色差情况。
16. 等离子体发射光谱法：通过等离子体发射光谱技术，测定涂层中元素的含量和分布，以判断色差情况。
17. 电化学色谱法：利用电化学方法，通过在电解质溶液中对涂层进行颜色反应来测量其色差。
18. 硬度计测量法：根据不同着色剂对涂层硬度的影响程度，来判断色差情况。
19. 热导率测量法：通过测量不同着色剂的热导率，来预测涂层的色差情况。
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各类涂层的检测技术介绍及对比分析目前，欧美发达国家在无损检测领域开展了大量的研究和一定的应用，美国能源部为了满足燃气轮机和航空发动机涡轮热端部件材料的研制发展需求，设置了DOENTEL计划，其中重点针对复合涂层监测、测试及性能表征的无损检测技术开展了研究，发展了声发射技术、红外热成像技术、光激发荧光压电光谱等无损检测技术，并系统的开展了无损检测信号和涂层性能、特征变化的规律性研究。
目前，红外热成像技术针对陶瓷涂层分层剥离，声发射技术针对模拟服役环境中涂层裂纹监测等研究取得了一定进展错误!未找到引用源。
涡流检测技术可用于涂层内部大面积气孔、TGO层中β-Al2O3层的厚度以及陶瓷层的剩余厚度检测，进而定性分析涂层的状态和剩余寿命。
国内外目前均已研制出涂层厚度涡流检测仪，并且国外已经成功将其应用于燃气轮机叶片涂层质量检测，但该方法大多数研究应用还集中在单层涂层的厚度测量，很少考虑多层涂层的导电性对厚度测量的影响，测量精度低，尚无法应用于多层导电涂层检测。
2.1 超声检测技术(UT)超声波在介质中传播时会产生传播速度的变化和能量损失，超声检测技术(UT) 通过被检材料中超声波的声速、声衰减、超声波信号的频散等参量对材料的成分及特性进行表征。
超声检测技术具有检测灵敏度高、应用范围广、使用方便及成本低等优点。
目前，关于涂层超声检测研究方法主要集中在超声脉冲回波技术、超声显微镜技术和超声表面波技术错误!未找到引用源。
超声检测技术可用于涂层厚度、密度、弹性模量以及结合质量等检测。
了解涂层声学特性是涂层超声检测与表征的前提，在此方面，Lescribaa错误!未找到引用源。
等分析了等离子喷涂MCrAlY/YSZ 涂层声速和衰减系数，证明该技术具有检测等离子喷涂材料弹性和微观结构演变的潜力；Sugasawa等通过引入群延迟谱法分析材料声学特性并将其用于等离子喷涂氧化铝涂层检测，成功评估了声速和涂层密度；针对喷涂涂层声学特性，Rogé和Fahr等利用超声脉冲回波技术探索了其对陶瓷层和粘结层界面氧化物、陶瓷层孔隙率评估的能力(检测原理如图2-1所示)。
Chen等通过开发的脉冲回波技术对热循环后等离子喷涂MCrAlY/YSZ 涂层进行超声波检测，证明了该技术可以检测陶瓷层/TGO界面早期分层缺陷。
图2-1 超声波脉冲回波技术检测原理和TBC 样品典型超声波信号国内大连理工大学、北京理工大学对复合涂层超声检测进行了系列研究。
其中大连理工大学关于涂层超声无损检测研究成果较多，采用该技术对涂层厚度、弹性模量、密度和脱粘缺陷等进行了无损表征这些研究成果对于实际工程应用具有重要价值。
近些年，山东省科学院激光研究所联合大连理工大学对EB-PVD 复合涂层中TGO层超声检测开展了研究，后续又提出一种非接触式激光超声检测技术用以表征粘结层质量，进一步发掘了超声检测在复合涂层应用的潜力。
北京理工大学在超声显微技术表征涂层结合强度方面进行了深入研究，并且已经联合上海材料研究所等单位制定了《无损检测涂层结合强度超声检测方法》国家标准。
复合涂层具有多层结构、厚度较小且不均匀，不仅超声信号受到时间和频率的限制，而且增加了超声信号提取、分析和处理的困难。
涂层的性能受其制备方法、工艺参数等多种条件影响，这些因素使得超声检测难以获得统一的弹性模量、密度等力学、物理性能数据，降低了涂层检测的可靠性。
除此之外，传统超声检测一般需将被测件浸入水中，在实际发动机部件的应用范围受限。
未来复合涂层超声无损检测方法需在提高超声检测时间与频率分辨力、信号分析处理技术方面继续发展，进一步提高涂层检测精度，增强检测结果可靠性。
2.2 声发射技术(AE)材料发生变形或产生裂纹时会释放出应变能，进而产生声发射信号(应力波)，声发射技术(AE)是一种采用声发射仪器检测声发射信号、分析信号并对声发射源进行确定的技术。
通过采集构件破坏前期的声发射信号，分析采集信号的特征，从而达到动态检测构件声发射源状态、评价损伤状况、预测损伤发展趋势的目的。
AE技术具有动态实时检测、对材料缺陷敏感的特点。
图2-2激光声发射测量设备检测热喷涂过程AE技术是首先用于定性和定量评价复合涂层系统YSZ退化过程的无损检测方法。
在复合涂层（热障涂层）发展早期阶段，裂纹扩展对复合涂层的寿命起决定性作用。
裂纹的产生和演变会产生噪音，通过AE技术监测噪声响应，可对复合涂层进行实时检测、预测涂层使用寿命。
目前，国内外学者对AE技术复合涂层无损检测的应用范围和相关理论做了大量研究。
湘潭大学通过AE技术分别研究了处于热循环和高温CMAS腐蚀下复合涂层的失效模式，获得了涂层损伤行为与声发射信号的关系；Park等利用声发射技术对高温热疲劳下的复合涂层损伤进行了诊断，结果表明TGO中的应力及微裂纹是产生声发射信号的源头；Renusch 等基于声发射技术，对复合涂层循环氧化过程进行监测并建立了复合涂层损伤动力学模型，为预测涂层寿命提供了理论基础。
近些年，为解决传统AE 设备传感器受高温环境限制的问题，日本Kaita等采用新型非接触激光AE技术，实现了大气等离子喷涂技术制备复合涂层陶瓷层过程的实时监控(如图2-2所示)，进一步拓展了AE技术的应用范围。
目前，AE技术存在采集的信号信息复杂、数据处理困难和理论分析不够完善等问题，距复合涂层检测的工程化应用尚存在一定距离。
AE技术未来在复合涂层检测的发展应用需要更先进的传感器和更先进的信号分析系统。
2.3 红外热成像技术(IRT)红外热成像技术(IRT) 是一种基于瞬态热传导的无损检测方法。
样品内部缺陷会影响热量传递，导致表面温度分布不均，IRT 技术通过红外热像仪记录表面的热像图，识别出样品损伤，其原理如图2-3所示。
根据红外辐射来源，红外热成像分为两类：主动式红外热成像(外部加载产生热激励) 和被动式红外热成像(试样本身的红外辐射)。
主动式红外热成像根据加热方式的不同，分为脉冲热成像、调制热成像、阶跃热成像、辐射热成像等，其中最常用的是脉冲热成像和调制热成像。
图2-3 红外热成像原理图IRT 技术已经在国外达到了工程化应用水平，如美国TWI 公司在红外热像检测方法领域实现标准化[7]；德国西门子公司应用红外热成像手段实现了对燃气轮机涡轮叶片热障涂层实时在线监测，并建立了在线状态评估模型。
目前，IRT 技术主要用于检测涂层厚度、涂层裂纹和脱粘。
Shrestha 等利用脉冲热成像和调制热成像技术检测非均匀复合涂层的厚度，结果表明，脉冲成像精度为0.3~2.3μm，其检测速度比调制热成像快，且精度更高。
基于脉冲红外热成像技术，Tang等通过将主成分分析法与神经网络理论相结合的方式来识别复合涂层脱粘缺陷，结果表明对于直径与深度比为 1.2~4.0的脱粘缺陷，预测误差为4%~10%，证明了IRT 技术能够定量检测复合涂层脱粘缺陷。
在涂层寿命预测研究方面，Bison 等通过分析涂层平面方向和厚度方向热扩散系数规律，采用红外热成像系统确立了热扩散系数衰减与涂层剩余循环寿命之间关系；Newaz 等采用IRT 技术确立了热循环过程中涂层分层与热信号幅值的关系，验证结果表明IRT 技术可以评估复合涂层的损伤程度，并能够监测其健康状态；首都师范大学、中国农机院采用IRT 技术分别对热循环、模拟服役环境过程中的复合涂层的状况进行监测并分析了涂层损伤机理，实现了不同失效模式下，对涂层的破损趋势的评估与预测。
IRT 技术具有单次检测面积大、检测结果直观、检测效率高和非接触等优点，但是这种方法测试一般需要测试件被加热，涂层的厚度和导热系数都会影响检测精度。
目前IRT 技术对于复合涂层的检测结果集中于对损伤的定性评价。
随着热激励技术、热成像技术和图像处理技术的发展，IRT 技术的检测精度将继续提高，推动热障涂层IRT 技术由定性检测向定量检测发展。
2.4 阻抗谱技术(IS)当前服役热障涂层寿命的影响因素中，TGO层的产生、演化及其损伤具有关键作用。
在涂层失效之前评估涂层损伤(尤其是TGO 层) 状态对预测涂层剩余寿命至关重要，而AE 和IRT 技术都不能对TGO 层的微观结构演化进行检测，故发展出了阻抗谱和光激发荧光压电光谱技术。
阻抗谱检测技术是利用材料或器件阻抗的交流频率响应来检测材料损伤与破坏的一种技术，其原理见图2-4。
图2-4 阻抗谱法设备原理图复合涂层阻抗谱检测可以分为两种，即高温干燥环境中应用的阻抗谱法(IS) 和电解液中测量使用的电化学阻抗谱法(EIS)。
两者在复合涂层无损检测方面各具优势，如EIS在测量过程中，电解液能够渗入复合涂层的孔洞、微裂纹等缺陷，EIS 在检测复合涂层的孔隙率、孔的尺寸和形状、甚至机械性能等方面具有很大的优势。
Sohn[8]等采用EIS 技术测量复合涂层中液体电解质的阻抗变化，确定了复合涂层微观结构演化与电化学阻抗响应之间的关系。
Gómez-García 等[9]采用EIS 技术将恒温氧化后复合涂层阻抗谱响应与其机械性能相关联，证明该技术有能力评估复合涂层的微观结构的退化和机械性能的衰减。
IS 在表征YSZ、TGO 以及两者界面处微观结构和组成成分的演变方面具有优势。
Ogawa等首次应用IS技术研究了大气等离子喷涂复合涂层退化过程中反应层的形成和YSZ陶瓷层中裂纹的检测。
在此基础上，Xiao等应用IS 技术监测了恒温氧化下TGO的演化、YSZ 面层的烧结和相变、TGO和粘结层的界面裂纹扩展，为预测服役期间复合涂层剩余寿命奠定了基础。
近些年，国内在复合涂层阻抗谱检测方面也取得了一定成果。
广东工业大学采用IS技术系统研究了高温氧化条件下热障涂层微观结构，获得了阻抗谱值随TGO 厚度及陶瓷层微观结构变化规律。
北京航空航天大学利用IS 技术研究了基体曲率与热障涂层结合强度的关系、CMAS沉积物对涂层微观结构的影响以及恒温氧化过程中TGO 的演化。
为了减少阻抗谱法检测误差，湘潭大学对不同阻抗谱测量条件进行了数值分析，确定了测量误差和电极尺寸之间的关系，消除了电场发散影响。
阻抗谱检测技术在复合涂层无损检测应用具有检测速度快、检测范围广的优点。
但由于复合涂层的复杂多层结构，系统中多个元素的阻抗响应往往相互重叠，IS检测强烈依赖于电极的尺寸和接触面积，这些都影响着复合涂层阻抗谱检测精度。
除此之外，阻抗谱检测属于接触式检测，也限制了其未来在热障涂中的广泛应用。
2.5 光激发荧光压电光谱技术(PLPS)材料内部发射的某些拉曼光或荧光会随着物体内部的应力变化产生移动和变形，光激发荧光压电光谱技术(PLPS) 通过测定TGO中某离子(通常是Cr3+)受光激发后产生R1和R2双峰型荧光光谱，进而根据特征频率的改变量得到应力值，其原理如图2-5所示。