热障涂层是一种先进的高温防护涂层,是将隔热陶瓷材料喷涂在涡轮叶片基体表面以提高发动机的热效率、推力和工作温度的技术。热障涂层陶瓷隔热层厚度和均匀性关系到热障涂层隔热性能和使用寿命。热障涂层在高温环境下,随着服役时间增长陶瓷层减薄,影响涂层的隔热效果。因此,热障涂层厚度的无损检测与评估是当前亟待解决的关键问题。太赫兹无损检测技术是一种新型的无损检测技术,因其具有相干性、瞬态性、能够穿透陶瓷层等特点,可对热障涂层进行无损检测。因此本文提出了基于太赫兹技术的热障涂层厚度测量新方法,提高热障涂层陶瓷层厚度检测精度、效率和可靠性。本文建立了多层涂层太赫兹反射信号理论模型,结合飞行时间,研究了热障涂层的厚度检测方法。主要成果及创新点如下:1.依据太赫兹波与介质相互作用,应用Rouard等效界面理论,建立了多层涂层太赫兹信号反射理论模型。考虑到涂层表面和界面不光滑,因此在建模时,利用Kirchhoff近似理论表征粗糙表面引起的散射效应。实验结果表明,所建立的理论模型是正确的,且考虑粗糙度散射效应的理论模型精度更高,测量相对误差在1%以内。2.研究了基于飞行时间的热障涂层厚度检测方法。仿真探究了被检测材料的折射率、消光系数、厚度和粗糙度对太赫兹时域信号的影响。根据仿真结果提出利用飞行时间测量热障涂层厚度的方法,接着制作了热障涂层试件,根据折射率提取的模型提取光学参数,最后进行热障涂层的厚度测量与分析,测量误差范围变化较大,在0.2%~45%之间。3.研究了基于理论模型的热障涂层厚度检测方法,采用全局最优化算法进行参数优化。1~3号热障涂层试件的测量误差在0.3%~5.3%,因此该方法比飞行时间法检测精度高。4.研究了基于模型法和飞行时间相结合的热障涂层厚度复合检测方法。首先根据基于模型的反演算法检测样品的折射率,然后利用飞行时间计算热障涂层中陶瓷层的厚度,并对陶瓷层的不均匀性进行评价。1~3号热障涂层试件的测量误差在0.3%~6.2%,结果表明复合法比基于飞行时间法的检测精度高,比基于理论模型法检测效率高。本文含有图58幅,表33个,参考文献80篇。