我國實現3000℃極端環境下的超高溫應變場測量

記者9日從北京航空航天大學李宜彬教授團隊獲悉，該團隊首次利用自主研發的紫外-數字圖像（UV-DIC）系統在超高溫極端環境應變場測量領域實現了3000℃環境下的成功測量。相關研究成果近日發表于國際無損檢測領域的權威雜志《無損檢測與評價國際》上。

25℃-3000℃散斑圖：（a）T=25℃;(b)T=1100℃;(c)T=1500℃;(d)T=1900℃;(e)T=2100℃;(f)T=2300℃;(g)T=2500℃;(h)T=2700℃;(i)T=2900℃;(j)T=3000℃;(k)在加熱至3000℃后冷卻至25℃的散斑

此前，在超高溫極端環境應變場測量領域一直缺乏有效測量表征手段，主要難點包括：一是超高溫熱輻射導致測量圖像過度曝光，無法表征；二是使用中性密度、藍光、偏振等多組濾光片，導致測量步驟繁瑣，表征成像效果欠佳；三是作為變形信息載體的散斑在超高溫中容易脫落，導致測量失敗，無法表征。

典型溫度下應變場云圖：(a)1100℃;(b)2100℃;(c)2500℃;(d)2700℃;(e)2900℃;(f)3000℃

該文章通訊作者、北京航空航天大學、天目山實驗室助理研究員董亞麗表示，研究人員利用紫外-數字圖像（UV-DIC）系統，僅用單個紫外濾光片就有效抑制了3000℃熱輻射，同時開發了以碳化鉿粉末為散斑材料的超高溫散斑制備工藝，最終在3000℃環境下成功測量了石墨熱膨脹系數，并清晰記錄了被測對象從室溫到3000℃的高質量圖像。

該成果由北京航空航天大學、天目山實驗室聯合研發。“以上難點在紫外-數字圖像相關的應變場測量方法中均被很好地解決，該測量方法能夠有效、準確測量熱端部件在超高溫極端熱力耦合條件下的熱變形，對于助力我國航空航天技術發展具有積極意義。”李宜彬說。

（受訪者供圖）