試述先進無損檢測技術在復合材料缺陷檢測中的應用

文/李鐵成、張楠、李易蔚、蔡東霖 中國核電工程有限公司鄭州分公司 河南鄭州 450052

試述先進無損檢測技術在復合材料缺陷檢測中的應用

文/李鐵成、張楠、李易蔚、蔡東霖 中國核電工程有限公司鄭州分公司 河南鄭州 450052

現階段社會發展中對于復合材料的應用越來越普遍，在很多行業中復合材料都體現出了較強的應用實效性，而要想保障這些復合材料的應用價值，必須要做好全面檢測分析，當前一些先進無損檢測技術手段的應用也就得到了較高的關注。本文就重點針對復合材料缺陷檢測中先進無損檢測技術手段的應用進行了簡要的分析和探索。

先進無損檢測技術；復合材料；缺陷檢測

復合材料可以說是今后很多行業發展的一個重要趨勢，這種復合材料的應用也確實表現出了較強的應用效果，尤其是在強度、抗疲勞性能以及安全性方面均具備著理想的價值表現，因此，針對復合材料進行深入研究，促使其能夠不斷創新優化，并且保障各類復合材料應用不存在任何的缺陷和問題，均已經成為了復合材料應用的關鍵點所在。具體到復合材料的缺陷分析和檢測工作中，先進無損檢測技術手段的應用能夠發揮出較強的積極效果，在實際應用中是比較有效的，值得進行深入探索。

1、復合材料常見缺陷分析

復合材料缺陷檢測工作落實到位的一個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，如此才能夠在后續的檢測技術手段應用中具備方向性，避免出現檢測偏差問題。結合現階段復合材料應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在以下幾個方面：

首先，孔隙是復合材料中最為常見的一類問題表現，其主要就是因為復合材料的成型過程處理不當而造成的，尤其是在成型過程中的溫度、壓力以及時間等指標得不到較好的控制，進而也就必然會影響到最終的復合材料性能，造成孔隙產生。這種孔隙缺陷對于復合材料應用強度以及抗疲勞性能等，均會造成較大影響。

其次，夾雜也是復合材料中影響較為惡劣的一個方面，這種夾雜主要就是指在復合材料中存在一些不利于材料應用性能保障的一些額外物質，比如在復合材料生產過程中環境清潔度控制不當就會造成其純潔度受損，導致夾雜問題。

再次，分層現象對于復合材料應用效果的威脅也是比較大的，其主要就是指復合材料出現了明顯的層級脫落或者是開裂問題，進而導致其無法正常運用，這種分層現象的出現同樣也和生產加工流程存在密切聯系，尤其是對于不同類型材料的熱膨脹系數控制不當，就會導致分層現象產生。

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

2、先進無損檢測技術的應用

在復合材料缺陷的檢測分析過程中，無損檢測技術的應用具備著較強的優勢，其不僅僅檢測效率較高，還不會對于復合材料產生影響和損傷，進而也就能夠提升復合材料的應用價值，這種無損檢測技術也是今后復合材料缺陷檢測的一個重要手段。隨著當前無損檢測技術的發展，其中比較突出的先進技術手段主要有以下幾種：

2.1 射線檢測技術

射線檢測技術可以說是復合材料缺陷檢測中比較實用的一類技術手段，其具備著理想的直接性特點，對于復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的應用中來看，當前最為常見的就是膠片射線照相技術和計算機斷層掃描成像技術，這兩類技術手段的應用均能夠較好呈現復合材料的基本狀況，對于內部存在的各類問題和缺陷也能夠有效發現。隨著技術手段的發展和創新，當前比較先進的射線檢測技術有康普頓背散射成像技術（CST），其檢測的靈敏度更高，并且還能夠三維成像，圖像的對比度也更為理想，也是今后射線檢測技術手段應用發展的一個重要方向。

2.2 超聲檢測技術

在復合材料缺陷檢測過程中，超聲檢測技術的應用同樣比較常見，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、穿透法等都能夠發揮出較強的積極作用效果，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，適用范圍也存在一定的區別，進而也就需要結合不同類型的復合材料，及其可能存在的各類缺陷進行分析，進而也就能夠有效提升其檢測效果。在當前超聲檢測技術的應用發展中，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合材料的具體狀況，并且檢測效率也比較高，其不僅僅能夠對于各種類型的復合材料缺陷進行全面的檢測分析，還能夠較好了解到復合材料的一些基本性能指標，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，如此也就提升了檢測的價值。

2.3 紅外熱波檢測技術

對于復合材料缺陷的檢測還可以采用紅外熱波檢測技術進行處理，這種紅外熱波檢測技術在一些較薄的復合材料板以及金屬粘接結構中比較適用，其最為理想的檢測對象就是能夠有效發現復合材料中的分層問題，這也是該技術手段應用最為突出的一個優勢表現。紅外熱波檢測技術的應用能夠不接觸復合材料進行檢測，并且相應的檢測效率也較為理想，能夠實時進行復合材料的檢測分析。在這種紅外熱波檢測技術的應用中，還需要重點針對表面發射率以及復合材料厚度進行重點分析，避免其影響和限制檢測精確度。

2.4 其它先進無損檢測技術

除了上述比較常見的復合材料缺陷無損檢測技術手段之外，當前還存在其它一些較為有效的無損檢測技術，比如聲-超聲檢測技術、渦流檢測技術以及微波檢測技術等，都可以在復合材料缺陷檢測中發揮出較強的應用實效性，對于不同類型復合材料及其不同缺陷的檢測存在著一定的差異。

結語：

綜上所述，復合材料的應用已經成為了今后很多行業發展的重要組成部分，基于復合材料的應用來說，必須要保障其應用質量，避免應用存在缺陷的復合材料，這也就需要綜合運用各類先進無損檢測技術手段進行檢測處理，提升其應用價值。

[1]郁青,何春霞.無損檢測技術在復合材料檢測中的應用[J].工程與試驗,2009,02：24-29.

[2]周正干,孫廣開,馬保全,李洋.先進復合材料超聲無損檢測新技術的應用[J].科技導報,2014,09：15-20.