_无损检测技术在复合材料检测中的应用
太赫兹波无损检测技术在材料评估中的应用
太赫兹波无损检测技术在材料评估中的应用在材料制造和评估领域，无损检测技术一直都是非常重要的一项工具。
太赫兹波无损检测技术，作为一种新兴的技术手段，近年来受到越来越多的关注。
这种技术可用于不同领域的材料评估，如金属、聚合物、复合材料、混凝土、岩石等。
在本文中，我们将详细介绍太赫兹波无损检测技术在材料评估中的应用。
1. 太赫兹波无损检测技术简介太赫兹波可以看做是电磁辐射的一种，它处于微波和红外线之间的频率范围内，大约从0.1到10太赫兹。
太赫兹波的波长很短，与微波和红外线相比，太赫兹波的波长大约在0.3到3毫米之间。
太赫兹波的这种特别频率范围使得它在很多领域均可用于无损检测。
太赫兹波无损检测利用了太赫兹波在介质中传播时会受到被检测材料的物理特性的改变而导致信号发生变化这一特点。
太赫兹波与材料的相互作用可用于研究不同材料的电学、光学、热学等物理性质。
2. 太赫兹波无损检测技术在材料评估中的应用太赫兹波无损检测技术在材料评估中的应用越来越广泛。
下面我们将从材料复合性能的评估、水泥混凝土中缺陷的检测和表面涂层的质量评估三个方面来介绍太赫兹波无损检测技术在材料评估中的应用。
2.1 太赫兹波无损检测技术在材料复合性能的评估中的应用太赫兹波可以用来评估材料的复合性能，如纤维增强复合材料（FRP）的力学性能和热学性能等。
XXXX公司开发了一种太赫兹波无损检测便携式产品，可用于FRP中纤维朝向的检测。
该产品可实现从复合材料表面到深度3毫米处的太赫兹波信号收集，并可通过适当的算法将其转换为FRP复合材料中不同层面的均方根（RMS）值。
RMS值可以用于评估纤维-基体界面的质量，因此可用于评估FRP的力学性能和热学性能等。
2.2 太赫兹波无损检测技术在水泥混凝土中缺陷的检测中的应用在水泥混凝土中，应力集中和破裂面会导致隐含的缺陷。
太赫兹波无损检测技术可用于检测这些缺陷。
太赫兹波在水泥混凝土中的传播特点、反射和散射等特点可用于检测混凝土中的缺陷。
如何利用无损检测技术识别复合材料的缺陷
如何利用无损检测技术识别复合材料的缺陷无损检测技术是一种非破坏性的测试方法，通过不侵入性的检测手段，可以识别和评估复合材料中的缺陷。
复合材料的应用范围越来越广泛，而检测和评估复合材料缺陷的重要性也随之增加。
本文将介绍如何利用无损检测技术来识别复合材料的缺陷。
首先，为了识别复合材料的缺陷，我们需要了解常见的复合材料缺陷类型。
复合材料的常见缺陷包括气泡、夹杂物、裂纹和界面剥离等。
气泡是由于制造过程中的挤出气体或气泡聚集而形成，通常呈现为圆形或椭圆形的孔洞。
夹杂物是材料中不均匀分布的杂质或其他材料。
裂纹是复合材料中的断裂缺陷，可能由于加工或应力引起。
界面剥离是由于粘接不良或外力引起的层间分离。
接下来，我们可以使用一些常见的无损检测技术来识别复合材料的缺陷。
其中，常用的技术包括超声波检测、红外热成像和X射线检测。
超声波检测是一种利用高频声波传播特性来检测材料内部缺陷的方法。
通过发射超声波脉冲并接收回波信号，可以识别复合材料中的裂纹、气泡和界面剥离等缺陷。
超声波检测具有分辨率高、检测速度快的优点，广泛应用于复合材料的缺陷检测。
红外热成像是一种利用热辐射特性来检测材料内部缺陷和异常热分布的方法。
通过记录材料表面的热辐射图像，可以识别复合材料中的缺陷和热梯度。
红外热成像具有非接触测量、高效率和实时性的特点，适用于大面积的复合材料缺陷检测。
X射线检测是一种利用X射线穿透材料并通过接收器接收射线的方法。
通过分析射线的吸收和散射情况，可以识别复合材料中的缺陷和界面剥离。
X射线检测具有穿透深度大、检测精度高的特点，被广泛应用于复合材料的缺陷检测。
除了以上的常见无损检测技术，还有其他技术可以用于复合材料缺陷的识别，如磁粉检测、涡流检测和激光散斑检测等。
不同的技术适用于不同类型的复合材料和缺陷。
在进行无损检测时，我们还需要考虑一些因素，如材料的特性、缺陷的类型和尺寸、检测设备的适应性等。
此外，对于复合材料的缺陷识别，准确的数据采集和分析也至关重要。
无损检测技术在工程材料中的应用
无损检测技术在工程材料中的应用随着科技的不断发展，无损检测技术越来越广泛地应用于各个领域，特别是在工程材料领域中，无损检测技术的应用变得越来越重要。
无损检测技术是指通过各种非侵入性方法对材料进行检测，不会破坏材料本身的特性。
下面将从多个角度探讨无损检测技术在工程材料中的应用及其优劣势。
一、无损检测技术在建筑材料中的应用1.混凝土结构的无损检测对于建筑行业来说，混凝土是最常用的建筑材料之一。
由于混凝土存在缺陷易隐蔽的特点，如果不加以检测，会导致混凝土结构的质量出现问题。
利用无损检测技术可以非破坏性地检测混凝土结构的内部缺陷，例如裂缝、孔隙、酒窝、钢筋缺陷等等，达到预防和控制问题的目的。
常见的无损检测方法包括超声波、X 射线、电磁波等技术。
2.建筑物的渗漏检测对于建筑物来说，渗漏问题是很常见的一个问题。
利用无损检测技术，可以检测建筑物内墙面、地面和房顶的渗漏情况，及时采取措施排除或预防渗漏问题。
通常无损检测技术包括红外热成像技术、地电位法、涂敷法等。
二、无损检测技术在金属材料中的应用金属材料广泛应用于各种行业和领域，例如航空、汽车、轨道交通等。
对金属材料的无损检测，可以检测材料的质量、材料内部的缺陷、变形等情况，保证金属材料的质量，提高安全性能。
常见的无损检测技术包括超声波、涡流检测、磁粉检测等。
三、无损检测技术的优劣势尽管无损检测技术已经得到广泛应用，并被许多领域所认可，但是，无损检测技术仍然有其优势和劣势。
优势：1.非破坏性：无损检测技术不会改变被检测物质的性能，不会对被检测物质造成任何损伤和毁坏。
2.高效：无损检测技术操作简便，可以快速地检测出被检测物质的内部缺陷。
3.精度高：无损检测技术可以精确地检测出被检测物质的内部缺陷，并能够提供详细的检测数据。
劣势：1.预测精度有限：无损检测技术无法预测被检测物质的未来状况，只能提供当前状态下的数据。
2.设备成本高：无损检测技术的设备成本相对较高，可能需要专业工程师来完成检测任务。
无损检测技术在碳纤维复合材料检测中的应用研究
无损检测技术在碳纤维复合材料检测中的应用研究摘要：在科学技术快速进步的背景下，关于碳纤维复合材料方面的研究逐渐增多，材料生产成本明显下降，增加了碳纤维复合材料应用范围，同时也对其提出了全新的应用要求。
在碳纤维复合材料生产过程中，可能受到生产流程和人为因素影响，出现缺陷和损伤情况，因此需要采用严格的检测技术，了解碳纤维复合材料问题形成原因，制定针对性解决建议。
关键词：无损检测技术；碳纤维复合材料；技术应用引言近年来，我国的建筑行业得到了迅速的发展，对社会经济建设也起到了推动作用，然而，在建筑工程建设过程中，由于受到多种因素的影响以及建筑材料本身性能的限制，会造成工程质量存在较多问题。
在目前的建筑工程检测中，无损检测技术得到了广泛的应用，可以通过无损检测技术实现对工程施工质量以及性能的准确评估。
同时，在此过程中还能发现问题并且及时解决问题，确保工程项目能够安全稳定运行。
1无损检测技术概述无损检测技术主要是指，在对物体内部进行检查过程中，能够不损害、不影响被检测对象的使用性能，同时不会对被检测对象的内部组织产生影响。
无损检测技术在应用过程中，主要是对物质声、光、磁、电等特性的利用，在不损害、不影响被检测对象使用性能基础上，检测被检测对象是否存在缺陷情况、不均匀情况，通过对物体内部结构异常、缺陷的利用，促使声、光、电、磁等发生变化。
反映出缺陷大小信息、位置信息、性质信息等。
或者利用物理方式或者化学方式，借助设备器材、技术方式等，对试件内部、表面结构、状态、缺陷、性质、尺寸、形状以及数量等进行检查与测试的方式就被人们称之为无损检测技术。
无损检测具有非破坏性、全面性、全程性优势。
比如，非破坏性优势主要体现为，在检测过程中不会对被检测对象的使用性能产生影响；全面性优势主要体现为，在必要情况下能够实现对对象的100%检测，这也是破坏性检测无法实现的，破坏性检测通常会将其应用在原材料检测中。
因为无损检测技术不会对被检测对象使用性能造成影响，因此，不仅可以将其应用在原材料检测，还可以将其应用在中间工艺环节检测等全过程中。
红外热波无损检测
红外热波无损检测技术在复合材料检测方面的应用邓淑萍郑海平姜照汉西安非金属材料材料研究所杨玉孝西安交通大学摘要：本文阐述了红外热波无损检测技术的基本原理和特点，介绍了国内外相关技术研究的发展现状，以及在非金属复合材料上检测应用的实例。
关键词：红外热波；复合材料1 引言由于复合材料具有高强度、高弹性模量、低热膨胀系数和高导热性等优良性能，现已在航天航空领域获得了广泛的应用，但是，由于复合材料制造过程复杂，在制作成型过程中受设备、环境、人员及原材料等因素的影响，在产品内部易产生空穴、裂纹、分层、多孔等缺陷，对产品的质量和安全性能影响极大，因此，对产品的检测尤为重要。
用于复合材料无损检测的方法主要有射线、超声、磁粉、渗透、涡流、激光全息及红外无损检测技术等，超声、射线检测技术应用最多，但受检测原理影响，射线检测成本高、周期长，不适于现场在线检测，对小分层、脱粘紧贴型缺陷无法检测；超声检测需要逐点扫描、检测效率低，对小、薄及结构复杂的工件检测困难，对复合构件中的脱粘紧贴型缺陷也无法检测；磁粉法只限于铁磁性材料，定量检测缺陷深度较为困难；渗透法检测程序复杂，只能检测表面开口缺陷，不能检测表面多孔性材料；涡流法对工件边缘效应敏感，易给出虚假显示；激光全息检测需暗室防震操作，检测效率低；红外无损检测技术作为复合材料结构件的一种无损检测新方法，具有快速、直观、准确、非接触的特点，对于提高复合材料构件的研制与防护质量，减少或避免重大事故的发生，具有重要的科学意义和应用价值。
2 红外热波无损检测原理及特点红外热波无损检测技术是近年来复合材料无损检测领域发展迅速的一种新方法，与常规的超声、射线等检测技术相比，该项检测技术具有非接触、全场、大面积、快速、直观、易实现检测自动化等优点，采用专用软件对获得的红外图像信息处理后，可直接识别缺陷位置坐标，除此之外，检测时对周围环境没有特殊要求，设备轻便、可移动，特别适合现场应用和在线、在役检测，国外已经用于金属和非金属材料及其复合结构件的无损检测。
复合材料结构件无损检测技术分析
复合材料结构件⽆损检测技术分析复合材料结构件⽆损检测技术分析摘要：本⽂通过对复合材料结构件缺陷和损伤特点的分析，介绍可应⽤于复合材料结构缺陷包括⽬视检查法、声阻法、射线检测技术、超声检测技术、声- 超声技术、涡流检测技术、微波检测技术在内的⽆损检测技术。
并对⽆损检测技术的技术关键进⾏剖析，展望了⽆损检测技术的未来发展。
关键词：复合材料⽆损检测缺陷随着航空制造技术的不断发展，复合材料以其⾼的⽐强度、⽐刚度及良好的抗疲劳性和耐腐蚀性获得⼴泛应⽤。
由于纤维增强复合材料具有导电性差、热导率低、声衰减⾼的特点，在物理性能⽅⾯呈显著的各向异性，使得它对波传播所引起的作⽤与普通⾦属材料相⽐具有很⼤的差异，因⽽其⽆损检测技术与⾦属的检测⼤不相同，复合材料检测⽇益成为该领域的重点和难点。
在这种情况下，航空航天检测迫切需要有⼀种更有效的⼿段来提⾼复合材料构件的⽣产质量或修理⽔平。
复合材料构件的成型过程是极其复杂的，其间既有化学反应，⼜有物理变化，影响性能的因素甚多，许多⼯艺参数的微⼩差异会导致其产⽣诸多缺陷，使产品质量呈现明显的离散性，这些缺陷严重影响构件的机械性能和完整性。
由于复合材料结构制造质量的离散性，必须通过⽆损检测来鉴别产品的内部质量状况，以确保产品质量，满⾜设计和使⽤要求。
随着先进复合材料技术研究与应⽤的⾼速增长，复合材料⽆损检测技术也迅速发展起来，已成为新材料结构能否有效和扩⼤应⽤的关键。
⼀、复合材料结构件缺陷的产⽣与特点先进复合材料中的缺陷类型⼀般包括: 孔隙、夹杂、裂纹、疏松、纤维分层与断裂、纤维与基体界⾯开裂、纤维卷曲、富胶或贫胶、纤维体积百分⽐超差、铺层或纤维⽅向误差、缺层、铺层搭接过多、厚度偏离、磨损、划伤等, 其中孔隙、分层与夹杂是最主要的缺陷。
材料中的缺陷可能只是⼀种类型, 也可能是好⼏种类型的缺陷同时存在。
缺陷产⽣的原因是多种多样的, 有环境控制⽅⾯的原因, 有制造⼯艺⽅⾯的原因, 也有运输、操作以及使⽤不当的原因, 如外⼒冲击、与其他物体碰撞和刮擦等。
使用无损检测技术进行纤维复合材料质量检测的步骤
使用无损检测技术进行纤维复合材料质量检测的步骤无损检测技术是一种能够在不破坏被测物体的前提下，对其进行质量和性能评估的方法。
在纤维复合材料的质量检测中，无损检测技术扮演着重要的角色。
本文将介绍使用无损检测技术进行纤维复合材料质量检测的步骤。
首先，进行前期准备工作。
在进行无损检测之前，我们需要确保测试环境符合要求。
这包括消除干扰源，如电磁场干扰和杂散磁场干扰，并保证测量仪器和设备的正常工作。
同时，我们需要对被测材料的几何尺寸、物理特性和使用条件进行充分了解，以便为后续的检测提供准确的基准数据。
接下来，选择适当的无损检测技术。
纤维复合材料的复杂结构和尺寸使得单一的无损检测技术难以满足所有需求。
常用的无损检测技术包括超声波检测、X射线检测、红外热像检测和涡流检测等。
我们需要根据被测材料的具体情况综合考虑，选择最适合的技术。
然后，进行仪器配置和设备校准。
根据选定的无损检测技术，我们需要配置相应的仪器和设备。
对于超声波检测，我们需要选择合适的超声波探头和扫描设备；对于X射线检测，我们需要选择合适的射线源和探测器；对于红外热像检测，我们需要选择合适的红外相机等。
此外，还需要对仪器设备进行校准，确保其测量结果的准确性。
接下来，进行无损检测实验。
在实验过程中，我们需要按照预定的方案进行操作。
根据选择的无损检测技术，我们可以通过超声波探头扫描被测材料，检测其内部的缺陷和变形情况；通过X射线或红外热像检测，观察材料表面和内部的热分布情况；通过涡流检测，检测材料中的导电能力和缺陷情况。
在实验过程中，我们需要严格遵守安全规范，确保实验的顺利进行。
最后，进行数据分析和解读。
在无损检测完成后，我们需要对所得到的数据进行分析和解读。
通过对数据进行处理和比较，我们可以准确地识别出纤维复合材料中的缺陷和异常情况。
同时，我们还需要结合被测材料的具体情况，对检测结果进行综合评估和判断。
通过数据分析，我们可以得到材料的质量和性能评估结果，并为进一步的处理和改进提供科学依据。
复合材料无损检测的介绍
2012.No16 0摘 要 复合材料以其优异的特性得到了越来越多人的重视，随着其应用范围和应用量的不断增加，人们对其质量的要求也越来越高。
在这种情况下，各种检测手段便开始被应用在了复合材料的质量检测中。
其中，无损检测技术 (简称NDT)以其不破坏材料完整性等优点而成为亮点。
本文对复合材料和无损检测进行了介绍，着重介绍了无损检测技术在复合材料检测中的应用。
关键词 复合材料 无损检测在现代高技术中,材料技术已与信息技术、能源技术并列为三大支柱技术,而高新技术对于新材料的依赖也变得越来越突出。
由于复合材料具有高的比强度和比刚度,性能可设计自由度高,抗腐蚀和抗疲劳能力高,减震性能好,可以制成所需的任意形状的产品和综合发挥各组成材料的优点等特性,复合材料已经和无机材料、金属材料和高分子材料一起成为材料领域的四个方面之一[1]。
复合材料的先进性与其质量的离散性和高成本并存,在实际应用中,即使经过研究和试验制定了合理的工艺,但在复合材料结构件的制造过程中还有可能产生缺陷,引起质量问题,甚至导致整个结构件的报废,造成重大经济损失。
因此自20世纪70年代起,国外针对复合材料的制造和应用开展了全方位的无损检测技术研究。
20世纪80年代后,许多适应复合材料特点的无损检测新技术、新方法相继诞生,为解决复合材料的无损检测、促进复合材料的推广应用发挥了重要作用[2]。
1 复合材料复合材料（Composite Materials）一词，国外20世纪50年代开始使用，国内使用大约开始于60年代，复合材料是一类成分复杂的多元多相体系，很难准确地予以定义。
比较简明的说法是，复合材料是由两种或两种以上的不同性能、不同形态的组分材料通过复合工艺组合而成的一种多相材料，它既保持了原组分材料的主要特点，又显示了原组分材料所没有的新性能。
《材料大词典》对复合材料给出了比较全面完整的定义：复合材料是由有机高分子、无机非金属、活金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料，它既能保留原组分材料的主要特色，又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
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Vol.49No 12工程与试验EN GIN EERIN G &TEST J une 2009[收稿日期] 2009-03-30[作者简介] 郁青(1980-),女,硕士研究生,主要研究方向:新型工程材料及应用。
无损检测技术在复合材料检测中的应用郁 青,何春霞(南京农业大学工学院,江苏南京210031)摘 要:介绍了复合材料在制造和使用过程中产生的缺陷和损伤的形式,讨论和分析了复合材料检测中各种无损检测技术的特点及适用范围,并对其优、缺点进行了比较和评价。
关键词:无损检测技术;复合材料;应用中图分类号:TB303 文献标识码:B doi :1013969/j.issn.167423407.2009.02.008Application of Nondestructive T esting in Composite MaterialsYu Qing ,He Chunxia(College of Engi neeri n g ,N anj i n g A g ricult ural U ni versit y ,N anj i ng 210031,J i an gs u ,Chi na )Abstract :This article int roduces t he forms of defect s and damages which are brought during p ro 2cessing and operation of composite materials.The characteristic and applicability of differenttechniques of nondest ructive testing (ND T )used for compo sites are described and analyzed.Mo 2reover ,t heir merit s and drawbacks are compared and estimated.K eyw ords :no ndest ructive testing ;compo site material ;application1 概 述无损检测是不破坏产品原来的形状、不改变其使用性能,对产品进行检测(或抽检),以确保其可靠性和安全性的检测技术。
在不损伤被检测对象的条件下,利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷,对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化做出判断和评价。
随着科学技术的迅速发展,对材料的性能提出了更苛刻的要求,传统的材料因其性能单一而不能满足需要。
复合材料是由两种或两种以上异质、异形、异性的材料复合形成的新型材料。
各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求,因此被越来越广泛地用于航空航天、汽车工业、化工、纺织、机械制造以及生命科学和医学等各个领域。
复合材料在工艺过程中,由于增强纤维的表面状态、树脂粘度、低分子物含量、线性高聚物向体型高聚物转化的化学反应速度、树脂与纤维的浸渍性、组分材料热膨胀系数的差异以及工艺参数控制的影响等,使复合材料结构在生产制造和使用过程中不可避免地会存在缺陷和遭受损伤[1]。
无损检测技术可对复合材料在不破坏的情况下有效地检测出各种缺陷和损伤形式,因此被广泛地应用于工程中。
2 无损检测技术在复合材料检测中的应用复合材料的缺陷和损伤检测是复合材料结构修理的基础和前提,也是其性能评估的依据。
针对不同的缺陷和损伤形式,可以采用不同的无损检测手段。
目前,对于复合材料无损检测的常用方法有X 射线、超声波、计算机层析照相(CT )、红外热成像检测、声发射、微波、激光检测法、中子照相法、敲击法以及声-超声检测法等。
211 X 射线无损检测技术X 射线无损检测中目前常用的是胶片照相法,・42・它是检查复合材料中孔隙和夹杂物等体积型缺陷的优良方法[2],对疏松、贫胶、纤维断裂、增强剂分布不匀也有一定的检出能力。
该方法灵敏度高,检测结果直观,但检测分层缺陷困难,不易发现与射线垂直方向上的裂纹,且设备复杂庞大,需要安全防护。
随着计算机技术的飞速发展,新型的“X射线实时成像检测技术”和“X射线C T”已应运而生,并开始应用于结构的无损探伤。
此两种方法无论在检测效率、经济、表现力、远程传送、方便实用等方面都比照相底片更胜一筹,因而具有良好的发展前景。
徐翔星[3]分别运用X射线照相、X射线实时成像和X射线C T三种方式对C纤维预制体及C/SiC 复合材料进行了检测和研究。
结果表明X射线照相对C/SiC复合材料中SiC或C/SiC缺陷的形状和方向参数敏感,检测出了C纤维预制体的编织缺陷、C/SiC中由于编织错误产生的的孔洞、纤维的编织纹路和较大范围内密度的变化等。
用X射线工业CT(B T-400)对C/SiC构件进行了断层扫描成像检测,能精确检测出C/SiC复合材料截面密度分布,且能够清楚地显示出纤维束间孔隙的形状、相对大小、位置等信息,能检测出C/SiC中编织缺陷造成的孔洞。
212 超声波无损检测技术超声波检测法主要利用复合材料本身或缺陷声学性质对超声波传播的影响,来检测材料内部或表面的缺陷。
超声波能检测复合材料构件中的分层、孔隙、裂纹、夹杂等缺陷,能判断材料的疏密、纤维取向曲屈、弹性模量、厚度等特性和几何形状等方面的变化[4]。
超声检测灵敏度高,可精确确定缺陷的位置与分布,且操作简单。
但缺点是检测效率低,对不同类型的缺陷要使用不同规格的探头。
对小、薄和复杂零件难以检测,且在检测过程中需要使用耦合剂。
随着计算机的发展,超声C扫描,由于显示直观、检测速度快,已成为飞行器零件等大型复合材料构件普遍采用的无损检测技术。
魏勤等[5]研究表明,铝基SiC复合材料中通过超声波C扫描可以直观地显示Al/SiC材料中的凝聚物或裂痕,根据缺陷在显示图形中的位置可判定工件中所对应缺陷的位置。
另外,许有昌[6]针对碳纤维复合材料舱体缺陷产生的原因和舱体结构特点进行了专门的超声波检测的研究,认为采用C扫描超声波检测法为主,A型脉冲反射超声波检测法为辅可有效实施对碳纤维复合材料舱体缩比件的缺陷检测。
图(1)[7]是美国Sandia国家实验室的John H.G ieske等人采用超声C扫描方法对一个边长305mm的正方形复合材料———金属粘接结构试样进行检测所得到的结果,从图中可以清晰看到试样中存在两个大面积的脱粘缺陷(图中的高亮显示区域)及其它一些零星的脱粘不良缺陷。
图(1) 复合材料2金属粘结构试件超声C扫描检测结果213 计算机层析照相技术(C T)工业C T(简称IC T),即工业计算机断层扫描成像,具有直观、准确、无损伤等特点,主要用于工业构件的无损检测。
其原理主要是:通过扫描工件得到断层投影值,然后通过图像重建算法重建出断层图像。
CT的图像清晰,与一般透视照相法相比不存在影像重叠与模糊,图像对比灵敏度比透视照相要高出两个数量级。
因此,国际无损检测界把工业C T称为最佳的无损检测手段。
对产品的检测结果表明,工业CT设备对复合材料的气孔、夹杂、空隙、疏松、分层、裂纹以及密度分布不均匀等各种常见缺陷具有很高的探测灵敏度,在一定范围内能够精确地测定缺陷的几何尺寸。
图(2) 一种新型复合材料的CT断层图像图(2)[8]是一种新型复合材料的C T断层图像,图中可清楚地看到该复合材料内部的微裂纹。
金虎等[9]利用C T技术对C/C复合材料的内部缺陷进・52・No2.2009 郁 青,等:无损检测技术在复合材料检测中的应用行了无损检测。
结果表明,CT 检测技术的空间分辨率和密度分辨率完全可以满足C/C 复合材料内部缺陷的检出要求,从而保证C/C 复合材料产品的内部质量,保证C/C 复合材料的性能。
H.Hocheng [10]用C T 技术检测到了复合材料试件的横切面上因为钻孔所引起的分层损伤,证实了CT 技术在复合材料无损检测中的有效性和可行性。
214 红外热成像无损检测技术红外热成像无损检测技术的基本原理是利用红外物理理论,把红外辐射特性的分析技术和方法应用于被检对象的一个综合性无损检测应用技术。
此检测法是通过检测物体的热量和热流来鉴定该物体质量。
当物体内部存在裂缝和缺陷时,将会改变该物体的热传导性能,使物体表面温度分布有差别,此时通过检测装置可显示出其热辐射的不同,从而判别并检查出缺陷的位置。
红外热成像法具有成本低、快速、方便、精确的优点,可用于多层材料与复合材料的夹杂、脱粘、分层、开裂等缺陷与损伤的检测评估,但要求被测件传热性能好,表面发射率高。
1994年,美国韦恩州立大学工业制造研究所的L.D.Favro 等人使用红外成像技术对碳纤维增强环氧薄板中的冲击损伤进行了检测[11];美国航空航天局Langley 研究中心的William P.Winf ree 和陆军研究实验室的Jo sep h N.Zalameda 对复合材料中分层深度的红外热成像检测技术进行了专门研究[12],以上两例的检测结果表明,红外热成像技术不仅具有探测纤维增强复合材料中是否存在分层缺陷的能力,而且还能够给出缺陷深度方面的信息。
215 声发射法检测技术声发射(A E )技术是一种评价材料或构件损伤的动态无损检测技术,它通过对声发射信号的处理和分析来评价缺陷的发生和发展规律,并确定缺陷的位置。
声发射检测的原理就是利用物体在外界条件作用下,缺陷或物体异常部位因应力集中而产生变形或断裂,并以弹性波形式释放出应变能,通过捕捉这些动态的信息,根据其A E 信号的特征及其发射强度,就可对材料的微观变形和开裂以及裂纹的发生和发展情况进行检测和预报。
但利用声发射检测要具备两个条件:第一,材料要受外载作用;第二,材料内部结构或缺陷要发生变化。
目前,采用声发射技术已能检测复合材料中每根碳纤维或玻璃纤维丝束的断裂及丝束断裂载荷的分布,从而评价碳纤维或玻璃纤维丝束的质量。
声发射技术还可区分复合材料层板不同阶段的断裂特性,如基体开裂、纤维与树脂界面开裂和裂纹层间扩展等[13,14]。
方鹏等[15]利用声发射技术对C/SiC 复合材料高温蠕变试验过程进行动态监测,研究结果表明,在此过程中,A E 信号累计能量同复合材料的蠕变应变有一致的变化趋势,故可以用A E 信号累计能量表征和描述其高温蠕变。
刘怀喜等[16]采用声发射法对复合材料飞轮试件高速旋转时的损伤信号进行采集,并借助体视显微镜、光学显微镜和着色法等辅助检测方法,使损伤类型与损伤信号一一对应,研究发现用声发射法能灵敏地采集到飞轮试件高速旋转时的各种损伤信号。