热障涂层作为航空涡轮发动机叶片的高温防护关键技术之一,典型双层结构热障涂层由陶瓷隔热面层和金属粘结底层组成,起抗高温氧化和抗热腐蚀功能,热障涂层的结构决定其性能。由于热障涂层在制备过程与使用过程中存在结构组成、内部缺陷、孔隙及孔隙率、涂层厚度不均匀、表面形貌等问题,热障涂层喷涂质量的无损检测与评价无疑非常重要。本文对涡轮叶片热障涂层样品进行了微米CT实验研究:(1)对两个涡轮叶片热障涂层样品进行了扫描电镜及能谱分析,从扫描电镜实验结果中可以清晰分辨出陶瓷隔热层、粘结层与基体合金三个区域分布,同时可以看到热障涂层样品陶瓷隔热层存在大量孔隙,通过扫描电镜实验结果计算两个样品陶瓷隔热层的平均厚度分别为123.90μm和111.80μm。(2)对两个涡轮叶片热障涂层样品进行了微米CT扫描与重建实验,从三个不同方向分析了热障涂层内部孔隙、分层等缺陷特征,实验结果可以分辨出样品陶瓷隔热层、粘结层和基体合金的区别,但粘结层与基体合金之间密度差异较小,造成它们之间对比度较低。(3)以CT重建图像为基础,陶瓷隔热层与其他区域密度存在明显差异,利用图像分割直接将陶瓷隔热层从热障涂层系统中提取出来,虽然粘结层与基体合金较难分割,但粘结层与基体合金交界面处存在大量孔隙,以孔隙最多的一层位置作为它们的分界面进行分割提取。在三维分割的基础上,计算陶瓷隔热层的平均厚度,两个样品陶瓷隔热层的厚度分别为121.83μm和117.55μm,与扫描电镜结果对比,相对误差分别为-1.7%和5.1%。通过图像阈值提取出陶瓷隔热层中的内部孔隙,统计得到两个样品陶瓷隔热层的体积孔隙率分别为28.75%和23.13%,并对其内部孔隙进行三维可视化。在三维分割的基础上,提出了陶瓷隔热层上表面、下表面和粘结层的下表面(与陶瓷隔热层结合面)形貌提取方法,计算了样品陶瓷隔热层的上、下表面与粘结层下表面的表面粗糙度,1号样品的三个表面粗糙度分别为:5.6μm、5.7μm、10.1μm,2号样品的三个表面粗糙度分别为:6.3μm、5.5μm、14.1μm。最后对样品陶瓷隔热层与样品热障涂层三层结构分别进行了三维可视化。研究结果表明微米CT可用于热障涂层喷涂工艺质量的评价。