近几年来,随着中国科技的飞速发展,航天航空技术取得了巨大进步。说到航天航空技术的进步就不得不提到航天航空材料,而新型材料就是航天航空技术水平的关键所在。现在实验室对于新材料的无损检测技术又有那些呢?

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超声检测法

超声波的产生依赖于做高频机械振动的“声源”和传播机械振动的弹性介质,所以机械振动和波动是超声检测的物理基础。

超声检测的方法很多,可按原理、波型和使用探头的数目及探头接触方式来分类。按原理分类,有脉冲反射法、穿透法和共振法;按显示方式分类,有A型显示、B型显示和C型显示;按波型分类,有纵波法、横波法、表面波法和板波法;按探头数目分类,有单探头法、双探头法和多探头法;按耦合方式分类,有接触法和液浸法;按入射角度分类,有直射声束法和斜射声束法。

适用范围

飞行器零件等大型复合材料构件,蜂窝泡沫夹心等复杂结构件,曲面构件,波音飞机复合材料机身层合板结构的无损检测。


射线检测法

射线检测技术( Radiographic Testing,即RT)是利用射线( X 射线、γ 射线、中子射线等)穿过物体时的吸收和散射的特性,检测其内部结构不连续性的技术。

适用范围

射线照相 在所有的射线检测技术中,胶片射线照相技术发展最早。目前,具备一定智能识别能力的实时成像检测技术已经应用于复合材料产品的在线检测,可对装配线上的工件进行实时快速检测,成为确保产品合格率的重要检测手段。

工业CT是指应用于工业中的核成像技术。利用放射性核素或其他辐射源发射出的、具有一定能量和强度的X射线或γ射线,在被检测物体中的衰减规律及分布情况,就有可能由探测器陈列获得物体内部的详细信息,最后用计算机信息处理和图像重建技术,以图像形式显示出来。

康普顿背散射成像检测技术 康普顿背散射成像( CST ) 技术是一种新的射线检测技术,对低密度材料的检测可获得比透射成像更高的图像对比度,非常适合于复合材料等原子序数较低材料的物体。当被检物体结构复杂,或无法进行双侧成像检测时,CST 技术就显示出了独特的优势。目前,CST 技术在国外航空航天领域已经得到了广泛的应用,在国内,尚处于探索性研究阶段。


涡流检测法

涡流检测技术( Eddy Current Testing) 是利用导电材料的电磁感应现象,通过测量感应量的变化进行无损检测的方法。

适用范围

用于导电材料,可以用于碳-碳复合材料与金属基复合材料的检测。由于端头效应的存在,该方法在边界处的检测效果不好,同时该技术需要用标准试样进行对比,因此其应用受到了限制。


红外热波检测法

红外热波无损检测 ( Thermal Wave Testing)利用主动加热技术,通过红外热成像系统自动记录试件表面缺陷和基体材料由于不同热特性引起的温度差异,进而判定被测物表面及内部的损伤。

适用范围

该检测方法特别适合于检测复合材料薄板与金属粘接结构中的脱粘、分层类面积型缺陷,尤其是当零件或组件不能浸入水中进行超声C-扫描检测以及零件表面形状使得超声检测实施比较困难时也可使用红外热波检测方法,红外热波方法能够准确确定复合材料中分层的深度。


声发射检测法

声发射检测技术( Acoustic Emission) 是通过对复合材料或结构在加载过程中产生的声发射信号进行检测和分析,对复合材料构件的整体质量水平进行评价的一种检测技术。

适用范围

声发射技术是检测复合材料结构整体质量水平的非常实用的技术手段,使用简单方便,可以在测试材料力学性能的同时获取材料动态变形损伤过程中的宝贵信息。


激光全息检测法

激光全息检验法( Laser Holography) 是激光全息照相和干涉计量技术的综合运用。这种技术的依据是物体内部缺陷在外力作用下,使它所对应的物体表面产生与其周围不相同的微量位移差。然后用激光全息照相的方法进行比较,从而检验出物体内部的缺陷。

适用范围

复合材料检测和蜂窝夹层结构的检测可以采用内部充气、加热以及表面真空的加载方法。例如飞机机翼,采用两次曝光和实时检测方法都能检测出脱粘、失稳等缺陷。胶结结构检测以硼或碳高强度纤维本身粘接以及粘接到其他金属基片上的复合材料检测、药柱质量检测以及印制电路板焊点检测等。然而这种检验方法由于设备昂贵、需要冲洗显影、对环境振动敏感和需要对被测物加载,因此限制了推广能力,目前主要在实验室使用。


磁粉检测法

磁粉检测(MagneticParticleTesting,缩写符号为MT)铁磁性材料工件被磁化后,由于不连续性的存在,使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,在合适的光照下形成目视可见的磁痕,从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度的技术。

适用范围

检测铁磁性材料表面和近表面缺陷, 铁镍基铁磁性材料的检测等,这次检测优点是无损,操作简单方便,检测成本低。缺点是对被检测件的表面光滑度要求高,对检测人员的技术和经验要求高,检测范围小检测速度慢。


微波检测法

根据微波反射、透射、衍射干射、腔体微扰等物理特性的改变,以及被检材料介电常数和损耗正切角的相对变化,通过测量微波基本参数(如幅度衰减、相移量或频率等)变化,实现对缺陷进行检测的方法。

适用范围

微波指向性高,在复合材料中穿透能力强、衰减小,适合于检测厚度较大的材料。对结构中的孔隙、疏松、基体开裂、分层和脱粘等缺陷具有较高的灵敏性。上世纪60 年代,微波检测技术就已经用于大型导弹固体发动机玻璃钢壳体中的缺陷和内部质量的检测。


液体渗透检测法

根据液体的润湿作用和毛细现象,渗透液便渗入工件表面缺陷中。然后将工件缺陷以外的多余渗透液清洗干净,再涂一层吸附力很强的白色显像剂,将渗入裂缝中的渗透液吸出来,在白色涂层上便显示出缺陷的形状和位置的鲜明图案,从而达到了无损检测的目的技术。

适用范围

特别适合野外现场检测,因其可以不用水电。渗透检测虽然只能检测表面开口缺陷,但检测却不受工件几何形状和缺陷方向的影响,只需要进行一次检测就可以完成对缺陷的检测,近些年随着化学工业的发展,渗透检测技术已日益完善,已被广泛应用于机械、航空、宇航、造船、仪表、压力容器和化工工业等各个领域。


声振检测法

声振检测法就是用电声换能器激发样品振动,而反映样品振动特性的等效阻抗,反作用于换能器,构成换能器的负载。当负载有变化时,换能器的某些特性也随之变化。从而确定被检工件的特性的检测方法

适用范围

蜂窝结构检测与复合材料检测胶结强度检测,蜂窝结构具有较高的比强度,在导弹、火箭和卫星上得到了广泛的应用,如火箭和卫星的玻璃钢蜂窝整流罩、铝蜂窝仪、艚舱等。由于蜂窝结构件成型工艺复杂,脱粘缺陷是不可避免的。


目测法

就是人眼观察复合材料表面的肉眼可见的缺陷,主要是表面的裂纹和损伤,优势在于成本低,效率高,但是具有较大人为因素。