陶瓷材料檢測中無損檢測技術的應用探析

周紅練江西省工業陶瓷質量監督檢驗站

陶瓷材料檢測中無損檢測技術的應用探析

周紅練
江西省工業陶瓷質量監督檢驗站

技術正在快速進步，這種趨勢下陶瓷材料也擴展了運用的范圍，逐步深入至各領域的運用。具體而言，陶瓷能夠用來制作裝飾品或是其他器皿，同時也可以用于航天航空以及化工這些領域。然而，陶瓷材料具備精細的內部結構，在制作成品過程中很容易損壞陶瓷材料[1]。陶瓷制品在投入市場前，有必要對此予以全方位的檢測。針對陶瓷材料，在具體檢測時可以選擇無損檢測的相關技術。結合陶瓷材料檢測的真實情況，探析無損檢測的具體運用方式。

陶瓷材料檢測；無損檢測技術；具體應用

相比于其他材料，陶瓷材料本身就具備更脆弱的材質特性。一旦受到損壞，那么陶瓷材料就很難再次被修復。同時，損壞后的陶瓷材料也不再能夠用來制作合格的器材。在具體制作之前，就需要借助無損檢測的手段來判斷陶瓷材料某個位置的損壞。只有經過了先期檢測，才能夠保障陶瓷材料的優質性和可用性。最近幾年，在陶瓷檢測這個領域內逐步引入了新型的無損檢測，可以借助自動化的陶瓷檢測方式來測查陶瓷內部的缺陷。由此可見，陶瓷檢測過程中的無損檢測具備了獨特的技術優勢，無損檢測這類新型技術可以推廣采用。

一、無損檢測的技術特性

在新的時期，無損檢測正在用于各類原材的檢測過程中。從技術原理而言，無損檢測保留了材料固有的理化性質，在這種基礎上選用無損的方式來檢測原材的合格性。如果選用無損檢測，那么就能夠避免檢測過程對于材料帶來的損傷，與此同時也保留了陶瓷材料本身的價值[2]。在各個行業中，無損檢測都設置了差異性的檢測指標。針對陶瓷材料，無損檢測的根本宗旨就是要排除夾渣、氣孔或者裂紋的陶瓷，在最大限度上排除陶瓷的缺陷。

陶瓷材料由于本身的脆弱性，在具體使用時很容易損壞。從無損檢測而言，具體需要測出60至600μm這個范圍內的陶瓷缺陷。某些裂紋在陶瓷內部呈現了緩慢生長的狀態，對此就應當測出200μm的缺陷；某些陶瓷具備優良的韌性，對此檢測范圍就應當調整至10至50μm。如果需要制作精密的航空構件，那么檢測限度應當設置為30μm以下。

二、具體技術應用

隨著技術進步，無損檢測也可以運用于陶瓷檢測的特殊領域內。最近幾年，技術更迭正在變得更加頻繁，與之相應的無損檢測也逐步擴展了范圍，進而衍生了表面浸透檢測、顯微鏡或是射線檢測、超聲波的檢測等[3]。具體而言，針對陶瓷材料可以選擇如下方式的無損檢測：

（一）層析成像檢測

在檢測技術中，層析成像屬于新型的陶瓷檢測方式。在醫學領域內，通常會用到X射線的疾病檢測，這種方式已經推廣于臨床檢測中。層析成像的根本原理為：射線能夠穿透待測的陶瓷物品，進而獲得精確的物理量數值。根據測量得到的數值，相關人員就能夠據此判定斷面陶瓷的屬性。經過反復的測定，就可以構成三維的精密測量影像。

從目前來看，射線層析檢測已經表現出獨特的優勢。這是由于，射線層析的無損檢測手段具備了優良的密度分辨率，空間分辨率也相對很高，可達0.5%的分辨水平。針對金屬材料、空氣或陶瓷等，這類檢測方式都可以運用。針對不同類型的陶瓷材料，射線層析的檢測也擺脫了材料自身結構以及形態的限制。然而截至目前，這種無損檢測仍消耗了較高成本，因而并不適合用來測定大規模的陶瓷原料。

（二）熱成像的檢測

熱成像的無損檢測，也就是紅外熱成像的陶瓷檢測技術，這種技術的根本原理為普朗克理論。在熱成像檢測的基礎上，能夠判斷熱輻射的有關現象。針對特定類型的陶瓷材料，發生缺陷的陶瓷表層位置通常呈現特定的溫度差。在這時，投影于表層的紅外線就可以識別溫度差，經過掃描得到精確的缺陷位置。

從現狀來看，紅外熱成像方式的無損檢測具體包含了主動式以及被動式這樣兩類的檢測方式。詳細而言，主動式的紅外檢測需要經過先期的熱處理，然后才進入掃描階段。與之相比，被動檢測技術不必加熱熱源，在檢測時可以直接引入紅外輻射。在檢測操作中，應當確保足夠遠的距離。相比來看，紅外熱成像的相關技術具備優良的靈敏度和便捷性，然而應用范圍仍較窄。

（三）超聲波的檢測

在檢測陶瓷原材的過程中，超聲檢測是最常見的一類方式。針對缺陷判斷，超聲檢測通常表現出優良的成效性。超聲檢測的根本機理為：超聲波在經過陶瓷材料時，通常會發生衰減。因此，相關人員可以判斷聲速衰減的狀態，據此判定陶瓷微觀的力學特性以及組織特性。對于內部發生的某些損耗，也可以判定精確的性質。從研究現狀來看，無損檢測通常可達1.8%的波長缺陷。因此在具體的檢測運用中，超聲檢測還是具備較大的可行性的。

三、未來發展趨勢

最近幾年，陶瓷檢測的有關技術正在不斷更新，因此也出現了新型的檢測手段。在陶瓷制品無損檢測的范圍內，針對陶瓷材料也引入了新型的檢測流程。例如：超聲檢測可以配備聚焦的探測頭，可以調整為25MHz的精確頻率。對于待測的陶瓷材料，探測頭能夠測定細小的空穴。在這個過程中，也可以設置400μm的超聲波長。引入新型技術，可以在較大程度上彌補檢測手段的缺陷，同時這樣做也提升了精準度。未來的應用中，還可以繼續推廣新式的無損檢測。

例如：顯微成像技術以及聲發射的陶瓷檢測技術都屬于近些年的新式技術。在這其中，聲發射檢測能夠判斷陶瓷內部的粘結和固化狀態，經過詳細的判斷就可以給出精確的陶瓷強度。為了彌補技術弊病和缺陷，聲發射技術還可以配備轉換器等，因此能夠用來測量位移。經過全面的改進，陶瓷檢測的無損技術就具備了更高的可行性，在降低整體成本的同時也表現出良性的技術發展態勢。

結束語

從現狀來看，陶瓷制品已經可以用于多領域中，陶瓷材料因此也表現出自身的重要價值。陶瓷材料具備獨特的材質優勢，能夠耐腐蝕并且抗磨損，在高溫狀態下也不會遭受損壞。然而，如果陶瓷表層已經隱藏裂痕，那么將會破壞陶瓷制品整體的性能，影響到陶瓷的質量。引入無損檢測，可以在最大程度上發現陶瓷材料某些部位的損傷，因地制宜選擇最合適的檢測手段以及流程。未來的實踐中，相關人員還需要不斷歸納技術經驗，服務于陶瓷檢測的精確性提高。

[1]卜凡艷,韓劍眾.無損檢測技術在食品品質檢測中的應用[J].食品工業科技,2012（07）:221-224.

[2]田欣利,王健全,但偉等.工程陶瓷微缺陷無損檢測技術的研究進展[J].中國機械工程,2012（21）:2639-2645.

[3]李明科,陳衛民,李衛東等.無損檢測技術在陶瓷材料檢測中的應用[J].科技傳播,2012（11）:157+89.