試述先進(jìn)無損檢測技術(shù)在復(fù)合材料缺陷檢測中的應(yīng)用

文/李鐵成、張楠、李易蔚、蔡?hào)|霖 中國核電工程有限公司鄭州分公司 河南鄭州 450052

試述先進(jìn)無損檢測技術(shù)在復(fù)合材料缺陷檢測中的應(yīng)用

文/李鐵成、張楠、李易蔚、蔡?hào)|霖 中國核電工程有限公司鄭州分公司 河南鄭州 450052

現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展中對(duì)于復(fù)合材料的應(yīng)用越來越普遍，在很多行業(yè)中復(fù)合材料都體現(xiàn)出了較強(qiáng)的應(yīng)用實(shí)效性，而要想保障這些復(fù)合材料的應(yīng)用價(jià)值，必須要做好全面檢測分析，當(dāng)前一些先進(jìn)無損檢測技術(shù)手段的應(yīng)用也就得到了較高的關(guān)注。本文就重點(diǎn)針對(duì)復(fù)合材料缺陷檢測中先進(jìn)無損檢測技術(shù)手段的應(yīng)用進(jìn)行了簡要的分析和探索。

先進(jìn)無損檢測技術(shù)；復(fù)合材料；缺陷檢測

復(fù)合材料可以說是今后很多行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢，這種復(fù)合材料的應(yīng)用也確實(shí)表現(xiàn)出了較強(qiáng)的應(yīng)用效果，尤其是在強(qiáng)度、抗疲勞性能以及安全性方面均具備著理想的價(jià)值表現(xiàn)，因此，針對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行深入研究，促使其能夠不斷創(chuàng)新優(yōu)化，并且保障各類復(fù)合材料應(yīng)用不存在任何的缺陷和問題，均已經(jīng)成為了復(fù)合材料應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)所在。具體到復(fù)合材料的缺陷分析和檢測工作中，先進(jìn)無損檢測技術(shù)手段的應(yīng)用能夠發(fā)揮出較強(qiáng)的積極效果，在實(shí)際應(yīng)用中是比較有效的，值得進(jìn)行深入探索。

1、復(fù)合材料常見缺陷分析

復(fù)合材料缺陷檢測工作落實(shí)到位的一個(gè)基本前提條件就是保障其存在的各類缺陷均能夠得到較好的明確，如此才能夠在后續(xù)的檢測技術(shù)手段應(yīng)用中具備方向性，避免出現(xiàn)檢測偏差問題。結(jié)合現(xiàn)階段復(fù)合材料應(yīng)用過程中常見的各類缺陷問題來看，其存在的缺陷主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

首先，孔隙是復(fù)合材料中最為常見的一類問題表現(xiàn)，其主要就是因?yàn)閺?fù)合材料的成型過程處理不當(dāng)而造成的，尤其是在成型過程中的溫度、壓力以及時(shí)間等指標(biāo)得不到較好的控制，進(jìn)而也就必然會(huì)影響到最終的復(fù)合材料性能，造成孔隙產(chǎn)生。這種孔隙缺陷對(duì)于復(fù)合材料應(yīng)用強(qiáng)度以及抗疲勞性能等，均會(huì)造成較大影響。

其次，夾雜也是復(fù)合材料中影響較為惡劣的一個(gè)方面，這種夾雜主要就是指在復(fù)合材料中存在一些不利于材料應(yīng)用性能保障的一些額外物質(zhì)，比如在復(fù)合材料生產(chǎn)過程中環(huán)境清潔度控制不當(dāng)就會(huì)造成其純潔度受損，導(dǎo)致夾雜問題。

再次，分層現(xiàn)象對(duì)于復(fù)合材料應(yīng)用效果的威脅也是比較大的，其主要就是指復(fù)合材料出現(xiàn)了明顯的層級(jí)脫落或者是開裂問題，進(jìn)而導(dǎo)致其無法正常運(yùn)用，這種分層現(xiàn)象的出現(xiàn)同樣也和生產(chǎn)加工流程存在密切聯(lián)系，尤其是對(duì)于不同類型材料的熱膨脹系數(shù)控制不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致分層現(xiàn)象產(chǎn)生。

最后，裂縫問題在復(fù)合材料中同樣比較常見，這種裂縫主要就是指相應(yīng)的復(fù)合材料表現(xiàn)出了一些紋狀裂縫，其必然會(huì)較大程度上限制復(fù)合材料的應(yīng)用性能，尤其是對(duì)于復(fù)合材料應(yīng)用強(qiáng)度下降以及疲勞損傷問題產(chǎn)生較大影響。

2、先進(jìn)無損檢測技術(shù)的應(yīng)用

在復(fù)合材料缺陷的檢測分析過程中，無損檢測技術(shù)的應(yīng)用具備著較強(qiáng)的優(yōu)勢，其不僅僅檢測效率較高，還不會(huì)對(duì)于復(fù)合材料產(chǎn)生影響和損傷，進(jìn)而也就能夠提升復(fù)合材料的應(yīng)用價(jià)值，這種無損檢測技術(shù)也是今后復(fù)合材料缺陷檢測的一個(gè)重要手段。隨著當(dāng)前無損檢測技術(shù)的發(fā)展，其中比較突出的先進(jìn)技術(shù)手段主要有以下幾種：

2.1 射線檢測技術(shù)

射線檢測技術(shù)可以說是復(fù)合材料缺陷檢測中比較實(shí)用的一類技術(shù)手段，其具備著理想的直接性特點(diǎn)，對(duì)于復(fù)合材料中存在的一些孔隙以及夾雜問題能夠做到有效檢測，在裂紋方面的敏感性同樣極為突出，但是對(duì)于分層問題卻存在一定的限制，難以做到有效分析。具體到射線檢測技術(shù)的應(yīng)用中來看，當(dāng)前最為常見的就是膠片射線照相技術(shù)和計(jì)算機(jī)斷層掃描成像技術(shù)，這兩類技術(shù)手段的應(yīng)用均能夠較好呈現(xiàn)復(fù)合材料的基本狀況，對(duì)于內(nèi)部存在的各類問題和缺陷也能夠有效發(fā)現(xiàn)。隨著技術(shù)手段的發(fā)展和創(chuàng)新，當(dāng)前比較先進(jìn)的射線檢測技術(shù)有康普頓背散射成像技術(shù)（CST），其檢測的靈敏度更高，并且還能夠三維成像，圖像的對(duì)比度也更為理想，也是今后射線檢測技術(shù)手段應(yīng)用發(fā)展的一個(gè)重要方向。

2.2 超聲檢測技術(shù)

在復(fù)合材料缺陷檢測過程中，超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用同樣比較常見，其涉及到的具體處理方式也是多種多樣的，比如反射法、共振法、阻抗法、穿透法等都能夠發(fā)揮出較強(qiáng)的積極作用效果，并且這些不同處理方式之間也存在著較大的差異性，各有特點(diǎn)，適用范圍也存在一定的區(qū)別，進(jìn)而也就需要結(jié)合不同類型的復(fù)合材料，及其可能存在的各類缺陷進(jìn)行分析，進(jìn)而也就能夠有效提升其檢測效果。在當(dāng)前超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展中，超聲C掃描可以說是比較有效的一種手段，其能夠較為直觀顯示復(fù)合材料的具體狀況，并且檢測效率也比較高，其不僅僅能夠?qū)τ诟鞣N類型的復(fù)合材料缺陷進(jìn)行全面的檢測分析，還能夠較好了解到復(fù)合材料的一些基本性能指標(biāo)，比如密度、彈性模量以及纖維取向等，都可以通過超聲C掃描得到呈現(xiàn)，如此也就提升了檢測的價(jià)值。

2.3 紅外熱波檢測技術(shù)

對(duì)于復(fù)合材料缺陷的檢測還可以采用紅外熱波檢測技術(shù)進(jìn)行處理，這種紅外熱波檢測技術(shù)在一些較薄的復(fù)合材料板以及金屬粘接結(jié)構(gòu)中比較適用，其最為理想的檢測對(duì)象就是能夠有效發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料中的分層問題，這也是該技術(shù)手段應(yīng)用最為突出的一個(gè)優(yōu)勢表現(xiàn)。紅外熱波檢測技術(shù)的應(yīng)用能夠不接觸復(fù)合材料進(jìn)行檢測，并且相應(yīng)的檢測效率也較為理想，能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行復(fù)合材料的檢測分析。在這種紅外熱波檢測技術(shù)的應(yīng)用中，還需要重點(diǎn)針對(duì)表面發(fā)射率以及復(fù)合材料厚度進(jìn)行重點(diǎn)分析，避免其影響和限制檢測精確度。

2.4 其它先進(jìn)無損檢測技術(shù)

除了上述比較常見的復(fù)合材料缺陷無損檢測技術(shù)手段之外，當(dāng)前還存在其它一些較為有效的無損檢測技術(shù)，比如聲-超聲檢測技術(shù)、渦流檢測技術(shù)以及微波檢測技術(shù)等，都可以在復(fù)合材料缺陷檢測中發(fā)揮出較強(qiáng)的應(yīng)用實(shí)效性，對(duì)于不同類型復(fù)合材料及其不同缺陷的檢測存在著一定的差異。

結(jié)語：

綜上所述，復(fù)合材料的應(yīng)用已經(jīng)成為了今后很多行業(yè)發(fā)展的重要組成部分，基于復(fù)合材料的應(yīng)用來說，必須要保障其應(yīng)用質(zhì)量，避免應(yīng)用存在缺陷的復(fù)合材料，這也就需要綜合運(yùn)用各類先進(jìn)無損檢測技術(shù)手段進(jìn)行檢測處理，提升其應(yīng)用價(jià)值。

[1]郁青,何春霞.無損檢測技術(shù)在復(fù)合材料檢測中的應(yīng)用[J].工程與試驗(yàn),2009,02：24-29.

[2]周正干,孫廣開,馬保全,李洋.先進(jìn)復(fù)合材料超聲無損檢測新技術(shù)的應(yīng)用[J].科技導(dǎo)報(bào),2014,09：15-20.