通过对混凝土试件进行试验研究，在应变率为0.000 3 s-1和0.065 s-1的加载条件下进行三点弯曲试验，模拟静态荷载和冲击荷载，评估聚氨酯(PU)涂层在静态荷载和冲击荷载作用下增强混凝土试件力学响应的有效性。结果表明，PU涂层(在混凝土试件的正面或反面)的应用对提高混凝土结构的延性具有积极作用，最大应变和累积应变能随着PU涂层厚度的增加近似线性增加，反面涂覆的方法在静态荷载作用下对混凝土结构的加固效率更高，采用正面涂覆的方法可增强混凝土结构的抗冲击性，通过增加涂层厚度能有效提高加固能力。PU涂层在试件的最终破坏过程中不会脱胶，这意味着材料具有良好的附着力，能有效减弱试件的破碎效应。

输变电设施的金属构件容易受温度、湿气等气候因素影响而发生侵蚀, 因此通常需要在其表面喷涂耐候保护涂层。为了确保涂层厚度符合要求, 需要对其进行检测。针对现有检测方法的不足, 本文采用锁相红外无损检测技术对耐候涂层厚度进行检测与评估。首先采用制作的标准涂层试件对该方法测厚的原理与重复性进行验证, 验证了该技术对涂层厚度的评估的可靠性与稳定性; 其后采用厚度均匀过渡的耐候涂层试片进行测试, 采用试片上定标点的相位值拟合出定标曲线, 并利用该曲线测量出试片上验证点的厚度信息。实验结果表明, 测量厚度与真实厚度误差在± 5%以内, 采用相位图像可以对耐候涂层厚度与均匀度进行有效测量与评估。

在太赫兹厚度无损检测中,针对薄涂层上、下表面回波不可分的问题,测定频率为0.2~7 THz的普通面漆涂层的光学参数,根据其在频率为0.2~2 THz时的光谱特性,采用折射率常数模型和消光系数常数模型建立了反射式太赫兹波传播仿真模型。将仿真波形与实际太赫兹检测波形的差值方程组作为目标函数,提出最小二乘厚度优化方法,同时引入太赫兹发射器与样品间的距离参数对目标函数进行优化。设计具有不同阶梯厚度的面漆涂层样件进行无损检测厚度成像实验。实验结果表明:所提方法对定量无损检测精度有显著提高效果,对面漆涂层来说,厚度检测精度达到了7.9 μm,相较于现有方法提升了2个数量级;距离参数的引入实现了对检测过程中太赫兹发射器与样品间距离分布的可视化分析。

在汽车工业、 飞机、 船舶等领域中, 油漆的涂层厚度管理对产品防水、 防锈功能和颜色效果有着重要影响, 但是目前采用的商业化涂层测厚仪都是接触式, 并且很难直接获得多层涂层中的各层厚度。 利用反射式太赫兹时域光谱（THz-TDS）系统探测样品的太赫兹脉冲光谱, 基于脉冲回波的飞行时间建立简易的单点漆膜厚度提取模型。 并通过最小二乘法拟合油漆样品的光学厚度与几何厚度之间的线性关系计算出12种涂覆在铝板上的油漆样品的测量折射率, 发现金属油漆与非金属油漆在太赫兹波段的折射率存在较大的差异, 闪光银色油漆样品的测量折射率为5.15, 而白色油漆样品的测量折射率仅为2.64。 在单层白色油漆样品厚度分布均匀的区域内测量50个点的膜厚, 以磁/涡流感应涂层测厚仪的测量数据为参考标准, 得到的厚度平均值为71.7 μm, 测量误差为3.5 μm。 对双层油漆样品进行二维扫描, 测得白色油漆和底漆的厚度分布分别是(233±13)和(130±11) μm。 同样, 通过黑色三层油漆样品和银色三层油漆样品的二维分布图, 分析了各层的漆膜厚度及其分布的均匀性。 结果表明, 太赫兹脉冲光谱法实现了1～3层漆膜的厚度测量及其分布均匀性评估, 该方法对金属油漆的厚度分辨力较高, 并且可通过非接触探测样品的太赫兹脉冲光谱, 获得多层油漆的各层厚度及厚度的二维分布信息, 易于实现喷涂质量的评估。

分析了传统的X射线荧光镀锌板锌层测量法,提出了基于全反射X射线荧光分析技术的镀锌板锌层测量方法,并在MCNP中建立X射线全反射模型进行模拟仿真。X射线全反射发生时锌层将原级X射线几乎反射,并在镀锌板法向方向伴随产生少量X射线荧光。针对此特征X射线荧光直接进行分析有效地减少了X射线源的散射本底,提高了测量精度,并且降低了所需源X射线的能量。模拟结果验证了镀锌板上发生X射线全反射的可行性,为实际应用提供了理论依据。

本文采用离子束溅射方法制备GdF3薄膜, 并研究其沉积速率分布特征。首先, 采用膜厚仪测量得出GdF3薄膜在行星盘平面的二维沉积速率分布图, 通过拟合模型得到二维沉积速率分布公式。其次, 分析了束流束压及靶材角度对沉积速率分布特征的影响。最后, 以二维沉积速率分布公式为基础, 通过计算机编程设计均匀性挡板, 并进行膜厚均匀性实验验证。结果表明, 沉积速率在水平方向上满足ECS函数分布, 在竖直方向上满足标准Gauss分布, 拟合公式残差为205×10-6。改变离子源的束流和束压, 沉积速率分布特征保持不变。而随着靶材角度的增大, Gauss分布的半峰宽值ω逐渐增大, 峰值位置xc逐渐增大, 在θ=292°时, GdF3薄膜的沉积速率最大。通过挡板修调实验, 可将270 mm口径平面元件的膜厚均匀性调整为979%。

在传热学基础上建立了涂层的三维瞬态导热模型，利用ANSYS仿真软件对施加有正弦规律变化热流密度的涂层试件进行有限元分析；运用两次加载、减法处理的方法有效克服了常量和环境因素带来的影响，然后讨论了数据拟合求相位的方法；改变加载频率，得到了多组涂层厚度与相位的定量关系曲线，从理论计算的角度揭示涂层厚度和相位及加载频率的定量关系；最后利用曲线中的线性线段，总结确定了涂层厚度与相位的定量关系，为利用锁相法对涂层厚度进行精确测量提供了理论依据。