復合材料無損檢測技術研究進展

臧寶磊中航通飛

復合材料無損檢測技術研究進展

臧寶磊
中航通飛

近年來因為我們的工藝水平提高，越來越多的產品所需原材料的種類都在工藝的要求下開始略顯能力低下，為了保證工藝水品的提高，相關科研人員也通過技術的提升進行了材料融合去創造全新的復合材料。復合材料作為一種多材料融合的制造原材料，我們應該更注重其質量品質，所以我們在對復合材料的檢測需要從更多的方面去進行檢測，由于合金材料由于其合成特性，合成的原材料往往價格昂貴或材料不易損毀的特性所導致，所以對復合材料進行無損檢測是非常重要的。

復合材料；無損檢測；研究；進展

復合材料是一種通過兩種或多種物質，通過科學的手段對其物理和化學特性的研究，將能匹配到一起的材料進行融合。通過將兩種或多種的材料進行融合后，其能夠充分地發揮出融合材料相匹配的特性，既能夠滿足工藝所需要的材料特性，也能夠彌補單一的原材料其本身所存在的缺陷。由于復合材料的作用和意義重大，所以在加工過程中必須要嚴格遵守工藝需求，但復合材料也有在外力作用下、腐蝕作用下等外界因素影響產生內部分子結構的改變。針對這一現象，我們的檢測技術就顯得格外的重要。

一、我國復合材料檢測技術

（1）超聲波檢測技術

因為超聲波具有傳播能力快，覆蓋面大，受環境影響度非常低的特性，我國在針對復合材料無損檢測過程中，也采用了通過超聲波技術來進行材料的檢測功能。超聲波進行復合材料的檢測主要是根據復合材料其自身呢哦不結構中的聲學特性所導致的其內部分子結構產生的變化所進行檢測。通過材料穿透、脈沖信號反射法等檢測方式，超聲波檢測可以非常直觀的反映出復合材料所存在的問題，目前我國已經對于這種檢測方式普遍的進行了使用，其中航天復合材料中用的偏多。超聲波無損檢測主要是通過PC機進行呈像，通過PC機給出探測信號，超聲波探測頭發出的超聲波直接穿過被檢測的復合材料，并通過探頭的接收信號返還給PC機的算法中心，將數據進行分析、檢測，并且依靠著PC機中的呈像軟件進行直觀的展示，以便快速的發現被檢測的復合材料其是否存在缺陷的區域。

（2）射線檢測技術

射線檢測技術也就是（RT），是通過不同射線的穿透能力和其自身的特性，對復合材料進行直接穿透照射，因為光線在傳播過程中會被物體所吸收，所以我們使用射線檢測技術對復合材料進行檢測時，主要的目的是為了檢測復合材料的內部是否具有連續性。通過對復合材料連續性的檢測，我們可以清晰的觀察出復合材料是否在復合工藝過程中，因為技術方面的缺陷，導致材料結構存在間隙、缺陷以及夾雜物是否存在缺陷問題。但是射線檢測技術一般只是基于平行于射線的缺陷方面有著較為良好的運用，一般我們將射線檢測技術用于檢測復合材料的垂直裂紋情況。針對于射線的全面性檢測不足，我們應該將超神波檢測和射線檢測相結合的辦法，使得我們的檢測更為全面和具體。

（3）計算機層析檢測技術

計算機層析檢測技術其工作原理主要效仿的是醫院中CT設備的檢測模式。由于復合材料的元素組成部分和CT所識別的人體能源大致相同。所以科學家們通過將醫院的CT放大的方式來進行復合材料的無損檢測。通過近年來不斷的發展，我們可以通過計算機層析檢測技術去檢測復合材料的非微觀缺陷，同時我們也可以通過這項技術驚悚的掌握復合材料其密度體積和其內部的結構。通過這樣的方式可以使得復合材料相關研究人員可以根據所檢測出的結果，對于生產復合材料技術上面，去通過分析出來的結果進行產品改善。目前我國再利用計算機層析監測技術方面，關于碳的復合材料延伸品檢測已經完全符合了關于碳材料制品的復合材料。

（4）聲發檢測技術

由于復合材料物體的內部結構所導致，期內部分在會在得到外界作用時，會快速的釋放出一個瞬態彈性波的現象。聲音的傳播過程中會產生一個震動的物理現象，通過對復合材料給予聲音的傳輸使其產生震蕩，從而會因為震動產生裂紋，而且裂紋的擴大范圍會呈現出擴大的趨勢。聲音的頻率是很高的，我們可以從次聲波到超聲波逐級遞增的手段去觀察合成材料的便面振動情況，通過在被測物體表面建立一個信號傳輸系統，及時的將物體表面的的振動情況轉化為電信號傳輸到計算機中建立的數據分析系統進行分析。通過這種檢測方式可以地檢測出被測物體的質量水平。

（5）紅外熱波檢測法

這種無損檢測方法其構成原理主要是因為復合材料的熱傳輸性能所構建的，通過改變提供熱源的溫度，熱成像技術觀察被測物體的溫度分布情況。通過對熱源的適當控制，我們需要及時的對被測物體的溫度進行測量，再輔以與之相關的計算方法，從而分析出被測物體的實時情況。這種技術在對于復合材料的檢傷方面使用起來非常的方便，而且這項檢測技術其特點就是高效、實時、不需接觸等特點。在我們實際的檢測過程中，我們會發現這項技術在檢測過程中非常的靈活。

二、復合材料無損檢測的發展

（1）隨著近年來復合材料的廣泛應用，我們需要進行檢測的材料越來越多，我們只采取人工的檢測方式會跟不上復合材料流入市場的步伐，所以我們應該通過自動化控制的方法，將檢測裝置使用自動化的方式進行檢測。

（2）因為當前所使用的復合材料要求越來越高，我們很多的大體積復合材料在運輸上是不方便的，但是我們的檢測技術往往需要將原材料放置在特定的檢測地點進行檢測，這樣在過程中我們浪費了時間和金錢，所以我們應該發明一種能夠實地進行無損檢測的設備來進行檢測。

（3）在傳感器發明越來越發達的今天，將傳感器嵌入到被測物體內部，可以使得我們的復合材料能夠進行自我監視的用，這樣更有助于使用使用復合材料的人員進行復合材料的實時觀察和使用。

三、總結

對于復合材料的無損檢測我們應該在原有的技術手段上進行升級和研發，永遠不要滿足現狀，這對于復合材料大量使用的今天也是一種負責的變現。

[1]李剛,石利華等.基于預置壓電陣列的Lamb波檢測技術研究[J].壓電與聲光,2008,30（3）：3632368

[2]李俊杰等.復合材料X射線檢測方法研究[J].彈箭與制導學報,2008,2

[3]鐘德煌.便攜式相控陣探傷儀在復合材料檢測中的應用[J].航空制造技術,2008,15

臧寶磊，男，漢族，本科。