超声波检测技术在碳纤维复合材料检测中的应用

  碳纤维复合材料在生产工艺过程中碳纤维复合材料在生产制造和使用过程中之所以存在缺陷和遭受损伤是由于受到碳纤维的形状和大小不规则、制作过程中的化学反应速率、各种元素的占有量、结合用的树脂的用量和粘度等的影响。为了更好地利用碳纤维复合材料在使用前和使用中都要能够实施对其检测因此无损检测技术成了不可缺少的检测方法使其应用到碳纤维复合材料的检测中。

  碳纤维复合材料制成后的损伤和缺陷的检测是非常重要的这样不仅能检测出碳纤维复合材料的损伤和缺陷的所在还能检测和评估其性能的好坏。无损检测方式很多针对碳纤维复合材料不同的损伤和缺陷形式应采用不同的无损检测手段。碳纤维复合材料表面有裂纹与损伤可用目视法,表面贯穿裂纹与分层可用渗透法,内部缺陷检测,厚度测量材料性能表征可用超声波法表面微裂纹、孔隙、夹杂、贫胶、纤维断裂等,可用X射线法载荷试验过程中的裂纹产生与扩展可用声发射法,胶接构件可用激光全息法不同的检测方式都有其优缺点。

  无损检测技术被应用到碳纤维复合材料的损伤和缺陷的检测中的方法有超声波检测法、X射线检测法、声发射检测法。无损检测技术是一门应用型技术学科并建立在现代科学技术基础之上它具有较强的工艺性或操作性并着重于科学技术的具体应用。操作过程的熟练程度在检测结果的准确性方面有很大程度的决定作用。

  超声波是可以检测但是人耳却听不到的声波,频率范围在20KHz-103MHz之间,它在介质中可以传播、反射、折射、干涉、衍射、转换波形。超声波检测是利用声波的传播反射、折射、干涉、衍射、转换波形等特性实现超声波探伤的目的。若要实现探测缺陷的大小和位置可根据超声波在被检测材料中的衰减、反射与共振的情况来判断若要实现探测缺陷的类型可根据超声波在被检测材料中的传播的情况和实际探伤经验来判断。

  超声波在检测复合材料构件缺陷的同时,也能检测复合材料构件的质量这对复合材料构件应用的安全性提供了保障。超声波检测可以分为反射法和穿透法对于由碳纤维复合材料制成的大型结构的构件在检测时应采用水喷穿透法和水喷脉冲反射法。对于由碳纤维复合材料制成的较厚结构的构件在检测时应采用直探头脉冲反射法。对于由碳纤维复合材料制成的薄的曲率不大的构件在检测时应采用带延迟块的直探头脉冲反射法,对于由碳纤维复合材料制成的平面层压板在检测时应采用带延迟块的直探头脉冲反射法。

  碳纤维复合材料无损检测中应用的最为广泛的无损检测探伤方法之一超声波法已经有很多人在这方面做出了研究。研究人员利用超声波检测对碳纤维复合材料舱体舱体结构特点和缺陷产生的原因进行了专门的研究,认为对碳纤维复合材料舱体缩比件的缺陷检测应采用超声波检测。研究人员利用超声波对铝基SiC复合材料进行了研究研究过程中Al/SiC材料中的裂痕或凝聚物直观地显示出来便于我们判定工件的缺陷的位置。

  近些年来无损检测技术在碳纤维复合材料的检查中更是成为人们所关注的重点。它不仅仅可以检测碳纤维复合材料构件里面的缺陷和损伤还可以检测碳纤维复合材料所制成的构件的质量。因为无损检测技术是目前碳纤维复合材料构件检测所应用最为广泛、所使用的频率最高的一种检测技术无损检测技术其应用最多的就是超声波检测法只有通过这种完美的检测才能体现出产品的可靠性和其安全性能。