复合材料无损检测技术研究进展

臧宝磊中航通飞

复合材料无损检测技术研究进展

臧宝磊
中航通飞

近年来因为我们的工艺水平提高，越来越多的产品所需原材料的种类都在工艺的要求下开始略显能力低下，为了保证工艺水品的提高，相关科研人员也通过技术的提升进行了材料融合去创造全新的复合材料。复合材料作为一种多材料融合的制造原材料，我们应该更注重其质量品质，所以我们在对复合材料的检测需要从更多的方面去进行检测，由于合金材料由于其合成特性，合成的原材料往往价格昂贵或材料不易损毁的特性所导致，所以对复合材料进行无损检测是非常重要的。

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复合材料是一种通过两种或多种物质，通过科学的手段对其物理和化学特性的研究，将能匹配到一起的材料进行融合。通过将两种或多种的材料进行融合后，其能够充分地发挥出融合材料相匹配的特性，既能够满足工艺所需要的材料特性，也能够弥补单一的原材料其本身所存在的缺陷。由于复合材料的作用和意义重大，所以在加工过程中必须要严格遵守工艺需求，但复合材料也有在外力作用下、腐蚀作用下等外界因素影响产生内部分子结构的改变。针对这一现象，我们的检测技术就显得格外的重要。

一、我国复合材料检测技术

（1）超声波检测技术

因为超声波具有传播能力快，覆盖面大，受环境影响度非常低的特性，我国在针对复合材料无损检测过程中，也采用了通过超声波技术来进行材料的检测功能。超声波进行复合材料的检测主要是根据复合材料其自身呢哦不结构中的声学特性所导致的其内部分子结构产生的变化所进行检测。通过材料穿透、脉冲信号反射法等检测方式，超声波检测可以非常直观的反映出复合材料所存在的问题，目前我国已经对于这种检测方式普遍的进行了使用，其中航天复合材料中用的偏多。超声波无损检测主要是通过PC机进行呈像，通过PC机给出探测信号，超声波探测头发出的超声波直接穿过被检测的复合材料，并通过探头的接收信号返还给PC机的算法中心，将数据进行分析、检测，并且依靠着PC机中的呈像软件进行直观的展示，以便快速的发现被检测的复合材料其是否存在缺陷的区域。

（2）射线检测技术

射线检测技术也就是（RT），是通过不同射线的穿透能力和其自身的特性，对复合材料进行直接穿透照射，因为光线在传播过程中会被物体所吸收，所以我们使用射线检测技术对复合材料进行检测时，主要的目的是为了检测复合材料的内部是否具有连续性。通过对复合材料连续性的检测，我们可以清晰的观察出复合材料是否在复合工艺过程中，因为技术方面的缺陷，导致材料结构存在间隙、缺陷以及夹杂物是否存在缺陷问题。但是射线检测技术一般只是基于平行于射线的缺陷方面有着较为良好的运用，一般我们将射线检测技术用于检测复合材料的垂直裂纹情况。针对于射线的全面性检测不足，我们应该将超神波检测和射线检测相结合的办法，使得我们的检测更为全面和具体。

（3）计算机层析检测技术

计算机层析检测技术其工作原理主要效仿的是医院中CT设备的检测模式。由于复合材料的元素组成部分和CT所识别的人体能源大致相同。所以科学家们通过将医院的CT放大的方式来进行复合材料的无损检测。通过近年来不断的发展，我们可以通过计算机层析检测技术去检测复合材料的非微观缺陷，同时我们也可以通过这项技术惊悚的掌握复合材料其密度体积和其内部的结构。通过这样的方式可以使得复合材料相关研究人员可以根据所检测出的结果，对于生产复合材料技术上面，去通过分析出来的结果进行产品改善。目前我国再利用计算机层析监测技术方面，关于碳的复合材料延伸品检测已经完全符合了关于碳材料制品的复合材料。

（4）声发检测技术

由于复合材料物体的内部结构所导致，期内部分在会在得到外界作用时，会快速的释放出一个瞬态弹性波的现象。声音的传播过程中会产生一个震动的物理现象，通过对复合材料给予声音的传输使其产生震荡，从而会因为震动产生裂纹，而且裂纹的扩大范围会呈现出扩大的趋势。声音的频率是很高的，我们可以从次声波到超声波逐级递增的手段去观察合成材料的便面振动情况，通过在被测物体表面建立一个信号传输系统，及时的将物体表面的的振动情况转化为电信号传输到计算机中建立的数据分析系统进行分析。通过这种检测方式可以地检测出被测物体的质量水平。

（5）红外热波检测法

这种无损检测方法其构成原理主要是因为复合材料的热传输性能所构建的，通过改变提供热源的温度，热成像技术观察被测物体的温度分布情况。通过对热源的适当控制，我们需要及时的对被测物体的温度进行测量，再辅以与之相关的计算方法，从而分析出被测物体的实时情况。这种技术在对于复合材料的检伤方面使用起来非常的方便，而且这项检测技术其特点就是高效、实时、不需接触等特点。在我们实际的检测过程中，我们会发现这项技术在检测过程中非常的灵活。

二、复合材料无损检测的发展

（1）随着近年来复合材料的广泛应用，我们需要进行检测的材料越来越多，我们只采取人工的检测方式会跟不上复合材料流入市场的步伐，所以我们应该通过自动化控制的方法，将检测装置使用自动化的方式进行检测。

（2）因为当前所使用的复合材料要求越来越高，我们很多的大体积复合材料在运输上是不方便的，但是我们的检测技术往往需要将原材料放置在特定的检测地点进行检测，这样在过程中我们浪费了时间和金钱，所以我们应该发明一种能够实地进行无损检测的设备来进行检测。

（3）在传感器发明越来越发达的今天，将传感器嵌入到被测物体内部，可以使得我们的复合材料能够进行自我监视的用，这样更有助于使用使用复合材料的人员进行复合材料的实时观察和使用。

三、总结

对于复合材料的无损检测我们应该在原有的技术手段上进行升级和研发，永远不要满足现状，这对于复合材料大量使用的今天也是一种负责的变现。

[1]李刚,石利华等.基于预置压电阵列的Lamb波检测技术研究[J].压电与声光,2008,30（3）：3632368

[2]李俊杰等.复合材料X射线检测方法研究[J].弹箭与制导学报,2008,2

[3]钟德煌.便携式相控阵探伤仪在复合材料检测中的应用[J].航空制造技术,2008,15

臧宝磊，男，汉族，本科。