复合材料无损检测技术的现状与展望
【检测表征】复合材料无损检测技术的现状及发展趋势
【检测表征】复合材料无损检测技术的现状及发展趋势摘要由于具有轻质、高强和可加工性等优势，复合材料在航空航天领域的应用不断增加。
碳纤维增强聚合物复合材料（CFRP）构件的损伤特性要求能够简化损伤过程模型，使剩余寿命预测更准确。
随着CFRP结构越来越大、越来越复杂，需要能够量化和充分表征材料状态的无损评估（nondestructive evaluation，NDE）技术来建立能够产生准确的剩余寿命预测的损伤进展模型。
本系列专题文章主要内容来自于美国宇航局兰利中心（NASA Langley Research Cente）的综述性文章，概述了用于航空航天复合材料定量表征的无损检测技术的现状，并讨论无损检测研究的未来方向。
本文首先分析了NDE背景及技术现状。
1复合材料无损检测NDE技术近年来，航空航天领域逐渐提高了CFRP在航空航天飞行器中的应用比例，正如波音787大量使用CFRP、美国宇航局的复合材料乘员舱和液态氢（LH2）低温罐所显示的那样，人们正在推动将复合材料用于主要结构部件。
随着这些CFRP结构越来越大、越来越复杂，一种能够量化和全面表征损伤的无损评价技术呼之欲出。
定量表征CFRP构件损伤的能力是使损伤发展模型能够产生准确的剩余寿命预测的必要条件。
例如，分层损伤的“完整”表征需要超出损伤平面内面积（大小）的定量度量范围，包括损伤发生的深度/层数。
对于多层分层损伤，如果可能的话，全面评估最好包括所有分层的深度和尺寸。
其他损伤类型的“完整”损伤特征可能需要不同的损伤信息，比如微裂纹的最好特征是测量与材料深度相关的微裂纹密度，而纤维波纹度可能需要对意外位置的平面内或平面外对准/波纹角度的受影响位置和相应范围进行统计测量纤维的数量。
获得航空航天复合材料无损检测损伤定量表征的挑战不仅取决于复合材料的结构尺寸和损伤类型的复杂性，还取决于航空航天应用所需复合材料组件的复杂几何结构。
美国国家航空航天局（NASA）无损评估科学分部（NESB）的研究方法包括常规、导波和相敏超声方法、红外热成像和x射线计算机断层成像技术，利用仿真工具优化和开发这些方法是一个活跃的研究领域。
无损检测技术的现状和未来趋势
无损检测技术的现状和未来趋势无损检测技术是一种技术手段，通过非破坏性的方法评估材料或构件的质量、完整性和缺陷，具有高效、可靠、精确等特点，已经广泛应用于航空、航天、船舶、铁路、核电、石油化工、汽车、电力、管道等领域。
本文将从无损检测技术的发展历程、现状和未来趋势三个方面进行论述。
一、无损检测技术的发展历程早在公元前400年，古希腊物理学家阿基米德就研究过无损检测技术，他利用半浸没于水中的物体排除的水位差的原理来测量物体的密度和矿物质含量。
20世纪初，X射线和磁粉探伤等检测技术开始应用于实际工程和生产中。
20世纪50年代，超声波检测、涡流检测、红外热成像等新的无损检测方法相继诞生。
80年代以后，数字信号处理技术、计算机图像处理技术的飞速发展，为无损检测技术的快速发展提供了强有力的支撑。
二、无损检测技术的现状1.技术手段丰富现代无损检测技术手段包括：超声波检测、射线检测、磁粉检漏、涡流检测、红外热像、激光检测、电磁检测等。
每种无损检测技术都有特定的适用范围和检测精度。
2.应用领域广泛无损检测技术几乎涉及到所有行业，主要应用于金属材料、建筑、热力设备、机车车辆、飞机、航天器、船舶等各个方面。
3.检测精度高无损检测技术在避免破坏物体的情况下进行检测，能够检测细微的缺陷和不可见的裂纹。
例如超声波检测技术可以探测到1/100毫米的裂纹，磁粉探伤技术可以发现0.05mm以下的缺陷。
4.检测耗时长与传统破坏性检测相比，无损检测技术的检测耗时往往较长，需要精细地设置检测参数、对数据进行后处理和分析。
加之不同的无损检测技术对受检物体和操作人员的要求不同，因此需要精准的技术人员进行操作。
三、无损检测技术的未来趋势1.智能无损检测随着人工智能、大数据、物联网等技术的快速发展，未来无损检测会向更智能化的方向发展。
通过大量无损数据模型的训练和学习，运用机器学习、深度学习等技术，实现更高效、更准确的无损检测，同时缩短检测时间、减少多余的原始数据记录。
无损检测技术的未来发展趋势和改进方向
无损检测技术的未来发展趋势和改进方向无损检测技术是一种重要的材料检测方法，用于检测材料内部的缺陷和损伤，而无需破坏材料的完整性。
这种技术在许多领域得到广泛应用，如航空航天、汽车制造、建筑工程和能源领域。
随着科学技术的进步和社会的发展，无损检测技术也在不断演进和改进。
本文将讨论无损检测技术的未来发展趋势和改进方向。
首先，无损检测技术的未来发展趋势之一是基于人工智能的应用。
随着人工智能的快速发展和应用，其能力在图像识别和分析方面已经远远超过人类。
将人工智能与无损检测技术结合，可以提高缺陷的检测和诊断效率。
例如，通过训练神经网络来识别和分类不同类型的缺陷，可以减少主观判断的误差，提高检测的准确性和可靠性。
其次，无损检测技术的未来发展趋势之一是以微纳技术为基础的新型传感器的应用。
随着微纳技术的发展，传感器的尺寸越来越小，功能越来越强大。
微纳传感器可以更加灵敏地探测材料的微小缺陷，并可以在高温、高压等恶劣环境下工作。
此外，微纳传感器还可以实现对多个参数的同时检测，提高检测的效率和精度。
第三，无损检测技术的未来发展趋势之一是多模式检测的应用。
传统的无损检测技术通常只能检测一种或几种缺陷类型，而实际工程中往往存在多种类型的缺陷。
因此，发展同时具备多种检测模式的无损检测技术具有重要意义。
例如，结合超声波和磁力学等多种检测模式，可以实现对材料中不同类型缺陷的全面检测。
此外，无损检测技术的未来发展还需要解决以下几个方面的问题：首先是改进检测的灵敏度和分辨率。
当前的无损检测技术在检测微小缺陷和低对比度缺陷方面仍然存在一定的困难。
因此，需要研发更加灵敏和具有高分辨率的无损检测技术，以满足工程应用领域对高精度检测的需求。
第二是提高无损检测技术的可靠性和稳定性。
对于可靠性要求高的领域，如航空航天和核电行业，无损检测技术必须具备高度的稳定性和准确性。
因此，需要加强对测试仪器和设备的质量控制，并改进检测算法和数据处理方法，减小误差和漏诊的概率。
复合材料检测和试验技术在国内的发展状况和趋势
要想获得理想的复合材料结构, 必须对材料进行科学、严格、经济地选择。为了减少材料的预选项目, 首先评定了复合材料的湿热性能。复合材料在一般湿热环境中, 由于吸湿引起的增塑作用, 使其高温力学性能下降。以国内开展的648/BF.MEA环氧树脂体系的碳纤维增强复合材料湿热试验为例,当其吸湿量达到约0.8%时，在125℃，复合材料剪切强度的保持率为69.5%。。由此可见, 湿热老化对复合材料剪切强度的影响及湿热试验对复合材料的重要性。同时, 还需要注意到材料的工艺性考核及冲击疲劳强度。为了快速有效地控制复合材料的质量,要对预浸料及层压板的性能进行一系列的测试试验, 并制订一套完整的试验标准。其测试试验目的如下：
3.在评定复合材料构件质量中的应用
对复合材料构件来说, 当确定了结构设计、工艺制造方案后, 必须对构件的制造过程实行监测, 另外, 对最终零件除进行常规检查测定外, 还要应用无损检测的方法探测其内部缺陷以评定最终产品质量。随炉试板亦称工艺检验试板。它是采用与其所代表的零件相同的材料、制造方法、工作环境条件、固化工艺并随零件同炉或罐固化的试样。通过对试样进行各项性能试验来评价零件的加工质量与设计标准的符合性。
超声检测 超声检测技术是应用声波能量的衰减来探测和判定内部缺陷。它有两种检测方法, 即穿透法和脉冲反射法。在超声检测中, 一般采用三种记录与显示方法, 目前一般用C扫描法。C扫描是在记录纸上以平面视图的方式显示缺陷的影响。超声技术一般用于探测疏松、层间夹杂、分层、紧固件孔缺陷等, 并可进行定量评定, 因此, 它的应用较广泛。
具有可设计性。所以, 复合材料结构设计不同于常规的金属结构设计, 而是一种包含了材料设计和结构设计在内的复合性的设计。复合材料制件的材料设计和结构设计是在同时交错进行, 并且在这一过程中, 要进行不同铺层方向层压板的机械性能试验。虽然复合材料结构设计比金属结构设计复杂得多, 但是, 它具有结构优化怜计的性能。因此, 可以采用大量的试验来保证结沟优化设计的实施, 从而为设计人员提供宽广的活动范围, 可以设计出结构效率更高的构件。
飞机复合材料的先进无损检测技术
飞机复合材料的先进无损检测技术【摘要】飞机复合材料作为飞机结构的重要组成部分，其无损检测技术至关重要。
本文首先介绍了无损检测技术的发展历史，然后探讨了飞机复合材料的应用及重要性。
接着介绍了常见的飞机复合材料的无损检测方法，以及先进的无损检测技术。
最后分析了飞机复合材料无损检测技术所面临的挑战。
在展望了飞机复合材料的先进无损检测技术的发展前景，并总结了其重要性。
未来的发展方向包括提高检测精度和效率，推动无损检测技术不断创新。
飞机复合材料的先进无损检测技术将在未来对航空安全和飞行效率起到至关重要的作用。
【关键词】飞机复合材料、无损检测技术、发展历史、应用、重要性、常见方法、先进技术、挑战、发展前景、重要性总结、发展方向。
1. 引言1.1 飞机复合材料的先进无损检测技术飞机复合材料的先进无损检测技术在航空工业中扮演着重要的角色。
随着飞机结构的复杂化和轻量化趋势，复合材料逐渐取代了传统的金属材料成为广泛应用的材料之一。
由于复合材料的特殊性质，传统的金属检测技术往往无法准确检测复合材料中的缺陷，因此开发先进的无损检测技术至关重要。
飞机复合材料的先进无损检测技术能够有效地发现和评估复合材料中的缺陷，包括裂纹、孔洞、浆料不均匀等。
通过使用先进的检测设备和技术，可以提高飞机材料的安全性和可靠性，减少维护成本和飞行风险。
随着科技的不断进步，飞机复合材料的无损检测技术也在不断发展和完善。
从传统的超声波检测到热成像技术，再到最新的光纤传感技术，不断涌现出更加高效和精准的检测方法。
这些先进的技术为航空工业提供了更加可靠和安全的无损检测解决方案，为飞机的设计、制造和维护提供了强大支持。
2. 正文2.1 无损检测技术的发展历史无损检测技术的发展历史可以追溯到20世纪初。
最早期的无损检测方法是通过视觉检查来发现飞机结构中的缺陷。
随着科技的进步，逐渐出现了更加精确和高效的无损检测技术。
20世纪50年代，X射线无损检测技术开始应用于飞机材料的检测中，利用X射线可以穿透材料并显示出内部缺陷，如裂纹和异物。
无损检测技术的研究现状与应用展望
无损检测技术的研究现状与应用展望无损检测技术是指利用物理、化学、材料学等科学原理，通过对被检测对象进行无损检测，实现对物体内部结构、材料缺陷、物理性能、化学成分等相关信息的测量和分析。
在很多工业领域中，无损检测技术已经成为了保证产品质量和安全的重要手段。
本文将介绍无损检测技术的研究现状和应用展望。
一、无损检测技术的研究现状1. 检测方法无损检测技术包括很多种检测方法。
其中最常用的有磁粉检测、涡流检测、X射线检测、超声波检测等。
这些技术都有自己的特点和适用范围，可以根据被检测物体的不同需要选择不同的技术进行检测。
2. 检测设备随着技术的不断发展，新型无损检测设备也不断被研发出来。
例如，利用红外线技术进行无损检测的设备、利用激光技术进行无损检测的设备等。
这些设备不仅可以提高检测效率和精度，还能够满足更多的检测需求。
3. 检测精度无损检测技术的发展不仅在于技术方法和设备的不断改进，还在于检测精度的提高。
对于高要求的检测任务，需要更高的检测精度才能够满足。
目前，国内外都在开展高精度无损检测技术的研究。
二、无损检测技术的应用展望1. 航空航天领域在航空航天领域中，无损检测技术可以进行对飞行器内部结构、液压系统、高温材料、复合材料等关键部位的检测，确保飞行器的安全飞行。
未来，无损检测技术的发展将能够进一步提高飞行器残余寿命的估计和风险评估的准确性，从而保障飞行器更加安全。
2. 石化、能源领域在石化、能源领域中，无损检测技术可以进行对油气管道、石油储罐、核电站设备等的检测，防范安全事故的发生。
未来，无损检测技术的应用将更加广泛，例如对火电机组、风力发电设备等的无损检测，从而提高其安全性和运行效率。
3. 汽车制造领域在汽车制造领域，无损检测技术可以进行对汽车发动机、车轮、车底等部位的无损检测。
随着新能源汽车的兴起，无损检测技术的应用需求也将不断增加。
未来，无损检测技术将成为新能源汽车的重要保障。
总的来说，无损检测技术的研究和应用将会不断发展。
无损检测技术的改进与创新趋势展望
无损检测技术的改进与创新趋势展望无损检测技术是一种不改变被测物体外形、性能和使用条件的情况下，通过检测仪器和设备对被测物体进行内部和表面的材料性质、缺陷和结构状态等进行识别和评价的技术。
它在多个领域中扮演着重要的角色，如航空航天、汽车制造、核电站等。
随着科技的进展，无损检测技术也在不断改进和创新，展望未来，该技术将迎来新的发展趋势。
首先，无损检测技术在检测方法上的改进是未来发展的重点。
目前常见的无损检测方法包括超声波检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测等。
随着技术的不断发展，新的检测方法也将逐渐崭露头角。
例如，红外热像检测技术在建筑、电力等领域有着广泛的应用前景。
它可以通过测量物体发出的红外辐射来识别潜在的问题，如能源泄漏、电路问题等。
此外，激光技术的应用也为无损检测带来了新的机会。
激光干涉检测技术可以通过光的干涉原理，实现对物体表面形貌的精确测量。
这种技术可以广泛应用于制造业和工业领域。
其次，无损检测技术在设备性能和精度上的改进是一个重要的发展方向。
目前的无损检测设备主要依赖于传感器和计算机技术。
然而，随着计算机和传感器技术的快速发展，无损检测设备的性能将会得到极大提升。
传感器技术的进步将使得无损检测设备更加灵敏和准确。
同时，计算机技术的发展使得大数据的处理和分析成为可能，这将有助于提高对检测结果的解读和评估。
此外，人工智能和机器学习技术的引入也将使无损检测设备更加智能化。
通过对大量数据的学习和训练，设备可以自动检测和识别缺陷，提高工作效率和准确性。
第三，无损检测技术在应用领域拓展方面将有更多的创新。
目前广泛使用无损检测技术的领域主要集中在制造业和航空航天领域。
然而，随着技术的不断进步，该技术将被应用于更多的领域。
例如，在医疗领域，无损检测技术可用于新生儿筛查、乳腺癌筛查等。
此外，无损检测技术还可以应用于文物修复领域，通过非接触式的检测方法保护和修复珍贵的文物和艺术品。
随着无损检测技术在更多领域的应用，它的价值和影响力将进一步得到提升。
复合材料无损检测技术的现状与展望
复合材料无损检测技术的现状与展望复合材料是一种由两种或两种以上的不同材料组成的材料，具有两种或两种以上的材料的一个以上的主要特性，并且通过界面作用加以结合。
复合材料具有结构轻、强度高、耐腐蚀性好等优点，广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车制造、建筑工程等领域。
由于复合材料在制造和使用过程中存在的隐蔽缺陷和损伤，在实际工程应用中对其无损检测技术提出了挑战。
复合材料无损检测技术的发展和应用具有重要意义。
目前，针对复合材料无损检测技术的发展，国内外学者们开展了大量的研究工作。
复合材料无损检测技术主要包括超声波检测、热成像技术、红外光谱检测、微波检测、电磁检测等多种技术手段。
针对不同复合材料的特性和应用场景，需要结合具体情况选择合适的无损检测技术进行检测分析，以确保复合材料的质量和安全性。
超声波检测是目前应用最为广泛的一种复合材料无损检测技术。
超声波是一种机械波，在弹性介质中传播时，能够产生回波信号。
通过测定回波信号的特性，可以判断材料中存在的缺陷或损伤情况。
超声波检测技术具有分辨率高、灵敏度高、检测速度快等优点，适用于对复合材料中的内部缺陷进行检测分析。
随着超声波检测技术的不断发展，还衍生出了多种改进手段，如相控阵超声波技术、数字式超声波技术等。
这些技术手段在提高检测精度、扩大应用范围等方面具有重要意义。
热成像技术是另一种常用的复合材料无损检测技术。
热成像技术通过测量被检测物体发出的红外辐射，得到物体表面的温度信息，通过对比分析温度分布，可以判断出材料表面的缺陷或损伤情况。
热成像技术具有无接触、无污染、全方位检测等优点，特别适用于对复合材料外表面的损伤进行检测分析。
在热成像技术的基础上，还可以结合红外光谱检测技术，对被检测物体进行更加全面的无损检测分析，提高检测精度和准确性。
除了上述介绍的技术手段外，微波检测技术和电磁检测技术也在复合材料无损检测中得到了广泛应用。
微波检测技术利用微波的穿透性能和衍射特性，可以对材料内部的损伤进行检测分析，具有检测范围广、适用于各种材料等优点。
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复合材料无损检测技术的现状与展望Present Situ ation and Prospects of Nondestructive T estingand Evalu ation T echnology for Composites中国航空工业制造工程研究所 研究员 刘松平 郭恩明 [摘要] 回顾了复合材料无损检测技术的发展,从材料、结构和服役3个方面介绍了复合材料无损检测技术的现状及今后的发展趋势。
关键词:复合材料 无损检测 超声[ABSTRACT] The development of nondestruc 2tive testing and evaluation (ND T &E )technology for composites is reviewed in this paper.The present situa 2tion and the development trends of this technology are introduced in aspects of composite material ,structure and service.K eyw ords :Composites N DT &E U ltrasonic1 概述复合材料之所以能够成为20世纪迅速地在工业部门推广应用的新材料、新结构,无损检测技术发挥了十分重要的推动作用,反过来,复合材料也为无损检测技术的迅速发展带来了更多的研究空间。
一些过去在金属材料无损检测中因技术障碍而面临困境的检测技术,在复合材料对无损检测技术的需求牵引下,得到了新的飞速发展。
如针对初期基于金属材料及其结构在负载作用下产生应力波的物理现象的声发射检测技术、基于物理波相干原理的激光全息干涉检测技术、激光超声检测技术等,几乎都是70年代问世,80年代在应用中由于物理信号特征解释困难、环境条件要求苛刻或技术上有待进一步突破等原因,难以在工程上找到用武之地,自90年代后则得到了迅速的应用发展。
由于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,即使是经过研究和试验制订的合理工艺,在结构件的制造过程中还可能会产生缺陷,引起质量问题,严重时还会导致整个结构件的报废,造成重大经济损失。
因此,国外自70年代以来,就针对复合材料的研究、应用开展了全方位的无损检测技术研究。
早期主要是沿用金属材料所采取的一些检测方法,进行复合材料的无损检测技术探索,随着研究工作的深入,人们对复合材料的内部规律和缺陷特征有了更深的认识,发现完全采用常规金属材料无损检测的方法不能解决复合材料的无损检测问题。
因此,进入80年代后,才真正走向复合材料无损检测,研究出了许多适应复合材料特点的无损检测新技术、新方法,从而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。
目前复合材料无损检测已经应用于材料、结构件和服役无损检测3个方面。
技术上已从初期的检测方法探索发展到目前的检测方法研究、信号处理技术、传感器技术、缺陷识别技术、成像显示技术、仪器设备技术、结构件检测技术、定量检测与评估、服役结构寿命评估、强度评估和性能测试等。
无损检测技术已经成为复合材料研究和应用中的一项关键技术,融入复合材料从研究到最终装机应用的全过程,如图1所示。
图1 复合材料与无损检测Fig.1 Composites and ND T &E2 复合材料无损检测技术的应用范围复合材料无损检测主要应用于以下3个方面:(1)材料无损检测;(2)结构无损检测;(3)服役无损检测,如图2所示。
图2 复合材料无损检测的应用Fig.2 Applications of ND T &E for composites3第十三届国际复合材料学术会议专辑2001年第3期211 材料无损检测材料无损检测主要解决材料研究中面临的问题,进行诸如材料内部缺陷表征、性能测试、缺陷基本判据的建立、无损检测物理数学模型的建立等研究。
其检测对象主要是试样、试片,采用精细无损检测技术,面对材料研究过程,重视无损检测物理数学模型的建立,重点开展新的检测方法研究。
图3是采用高分辨率超声成像检测技术得到的复合材料内部3个不同深度位置的超声层析扫描检测结果,被检测试样为正交铺层的碳纤维层压结构,厚度为1.5mm 。
从图中可以看出碳纤维束的取向,即使是一些位于纤维束之间的细小缺陷也能较好地检测出来,如图3(b )中箭头所指的白色区域即为纤维束间的细小缺陷。
从图3(a )中还能清晰地看出,试样近表面层靠近左侧纤维束的走向似(a )近表面层(b )中间层(c )近底面层图3 典型的复合材料超声显微层析检测结果Fig.3 Typical ultrasonic T-scan results for composites 乎不如右侧有规律。
这些信息的获得对材料和工艺研究非常有益,为得到这种微细缺陷信息,必须采用高精度的超声扫描检测技术。
212 结构无损检测结构无损检测主要解决结构在工艺制订、结构件制造过程中面临的问题,如对各种结构件进行无损检测所需的仪器设备等检测手段的建立、信号处理技术、缺陷判别、标准建立与完善等。
检测的对象是各种装机应用的工程结构件,需要工程化检测技术,面对结构件制造过程,重视无损检测手段的建立,重点开展高效可靠的检测技术研究。
图4是一种典型的针对复合材料结构的超声检测设备,可以用于多种复合材料结构的自动扫描检测。
图4 典型复合材料结构无损检测设备Fig.4 Typical ND T &E equipmentfor composites structure213 服役无损检测服役无损检测主要研究装机结构件在服役过程中所需的无损检测方法、手段等,包括提供有关结构件残余寿命、剩余强度、损伤扩展等综合信息的评估。
检测的对象是装机后的各种服役结构件,采用易实现、快速可行的外场检测技术,面对产品结构的安全服役全过程,重视外场检测技术与结构件的安全服役的质量保证,重点开展外场检测技术研究。
如中国航空工业制造工程研究所研制生产的FCC 外场复合材料检测仪,是目前用于外场复合材料服役结构件无损检测的主要仪器,具有很高的检测分辨率。
3 复合材料无损检测技术现状经过不断的研究、发展和完善,目前超声和X 射线照相法检测已成为2种最主要和成熟的复合材料无损检测技术。
特别是超声检测技术,由于被检测物理量与复合材料内部缺陷存在最为良好的可精确表述的13第十三届国际复合材料学术会议专辑航空制造技术物理数学关系,因此,通常复合材料构件都要求采用超声方法进行100%无损检测。
大量的研究和应用也表明,超声是目前国内外复合材料无损检测最为实用有效、应用最为广泛的无损检测技术,它能可靠地检测出复合材料中的分层、疏松、孔隙等大部分危害性缺陷。
表1是常见复合材料结构超声检测的方法和特点。
基于超声反射回波原理,目前可以检测到复合材料内部微细缺陷信息,采用超声层析检测技术还可以得到复合材料结构内部不同深度、不同截面位置的C 扫描、T 扫描和B 扫描检测结果。
对于一些特殊的复合材料结构,或者特殊缺陷(如夹层结构中的芯缺陷)及重要部位(如连接接头和较为受力部位),则采用X 射线照相法辅助检测。
利用X 射线衰减原理,可以检测出引起材料厚度或密度1%～2%变化的缺陷,但对于碳纤维/树脂基复合材料,由于其密度小、缺陷大多位于铺层之间,缺陷的存在引起的厚度变化非常小,因此,X 射线照相法一般不用于这类复合材料的无损检测,它主要用于夹层结构的无损检测。
表1 复合材料超声检测技术超声检测方 法特 点反射法水浸反射板法超声C 扫描水浸回波法超声C 扫描喷水回波法超声C 扫描接触式脉冲回波法检测超声测厚 可适合更多场合复合材料的无损检测,得到孔隙含量、缺陷的深度等更详细信息穿透法喷水法超声C 扫描水浸法超声C 扫描接触式穿透法检测 检测灵敏度与缺陷深度关系不大,检测结果易于解释,可用于一定曲率的构件的自动扫描检测典型工作频率用于结构件检测频率:2.25～10MHz典型检测设备YFJ -1,WFC -1,MU I ,WRJ -1,DC J -1,FCC 声显微和超声层析是揭示复合材料内部微细规律的精细无损检测技术。
在众多的无损检测方法中,目视检测、敲击法检测、超声谐振法检测是最为廉价的复合材料无损检测方法。
超声相关、X 射线背散射、声-超声、声发射等检测技术,都在复合材料无损检测中寻找应用空间,但在复合材料研究和结构件制造过程中,目前还较难找到应用场合。
未来的复合材料无损检测将更加追求快速高效,因此,基于干涉原理和温度场分布原理的激光全息干涉检测技术和热/红外成像检测技术,因其具有非接触、可大面积扫描、快速等特点,将成为复合材料结构无损检测的良好技术。
但目前还必须突破一些技术难题,赋予这些检测技术新的工程应用内涵,才能使其广泛用于复合材料结构的无损检测。
4 复合材料无损检测技术的发展未来复合材料的无损检测技术应围绕以下几个方面开展研究。
(1)针对复合材料装机结构件的快速高效无损检测技术。
赋予传统复合材料无损检测新的技术内涵,使之更适合未来复合材料的低成本设计、制造和装机应用主流,通过提高传统检测技术的功效,达到提高检测效率、降低检测成本的目的。
开展无损检测新技术和新方法的研究,探索研究适合复合材料的快速高效无损检测技术和方法。
美国等复合材料用量较大的国家,自90年代后期已经开始将复合材料无损检测技术研究的重点转移到快速高效的无损检测方向,而且有了初步应用成果。
(2)针对新型复合材料的无损检测技术。
与发达国家相比,目前我国复合材料无损检技术的研究深度和发挥作用的程度还远远不够。
在复合材料及其应用研究过程中,如果能很好地掌握其内部微细规律,对复合材料工艺制订、结构制造等将具有重要的作用和意义。
复合材料的一个重要结构特征就是内部各组分之间物理界面复杂,如果能利用无损检测技术得到这些界面的全部信息,将会对材料研究和工艺分析起十分重要的指导作用。
(3)复合材料无损检测技术的升华。
未来复合材料无损检测只有与材料的性能、结构件的寿命和剩余强度密切结合,才能发挥更大的作用。
近年来国外已经在这方面开展了大量的研究工作。
(4)国内复合材料无损检测硬件的自主建设。
复合材料无损检测也是一个技术产业,其研究成果和效益在很大程度上是通过为复合材料应用部门提供无损检测硬件平台和技术支持来实现的。
必须经过自身的努力和投入才能得到一流的技术,形成自己的技术产业,发挥效益,复合材料无损检测行业也不例外,真正的技术和手段必须通过自主研究和开发,当然,可以充分利用国际技术平台,但不应盲目地采购实物。
(责编 艾 紫)23第十三届国际复合材料学术会议专辑2001年第3期。