树脂基复合材料无损检测技术_业内资讯_行业资讯

树脂基复合材料由于具有高比强、高比模、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、阻尼减震性好、破损安全性好、性能可设计等优点，已发展成为航空航天结构的基本材料。同时复合材料的先进性与其质量的离散性和高成本并存, 在实际应用中, 即使经过研究和试验制定了合理的工艺, 但在复合材料结构件的制造过程中还有可能产生缺陷, 引起质量问题, 甚至导致整个结构件的报废, 造成重大经济损失。

因此复合材料的无损检测技术应运而生，早期复合材料的无损检测技术主要沿用金属的无损检测，但发现其不能完全解决复合材料的无损检测问题，20 世纪80 年代后, 许多适应复合材料特点的无损检测新技术、新方法相继诞生。

树脂基复合材料常见缺陷

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● 分层：基体，纤维，磨具热膨胀系数不匹配或存储时间过长；

● 夹杂：操作失误或预浸料本身有缺陷或操作不当；

● 脱粘：粘结剂选择不当或固化不完全；

● 孔隙：溶剂、低分子杂质的挥发，真空控制不当；

● 冲击、撞击损伤：工具脱落或其他外物体碰撞引起；

● 纤维曲屈：预浸料本身有缺陷或操作不当；

● 纤维断裂：预浸料中纤维质量不好；

复合材料无损检测技术

射线检测技术：

射线检测技术适合于孔隙、夹杂等体积型缺陷检测，对平行于射线穿透方向的裂纹有比较好的检测效果，对复合材料中特有的树脂聚集与纤维聚集等缺陷也有一定的检测能力，在铺层数量较少时，还可发现铺层内纤维弯曲等缺陷。由于分层缺陷对射线穿透方向上介质并无明显影响，因此分层缺陷在成像上并不明显。同样的原因，射线检测技术对平行于材料表面的裂纹也不敏感。

超声检测技术：

超声波不仅能检测复合材料构件中的分层、孔隙、裂纹和夹杂物等, 而且在判断材料的疏密、密度、纤维取向、曲屈、弹性模量、厚度等特性和几何形状等方面的变化也有一定作用。

对于一般小而薄、结构简单的平面层压板及曲率不大的构件, 宜采用水浸式反射法；对于小或稍厚的复杂结构件, 无法采用水浸式反射板法时, 可采用水浸或喷水脉冲反射法和接触延迟块脉冲反射法；对于大型结构和生产型的复合材料构件的检测宜采用喷水穿透法或喷水脉冲反射法。

具体应用：

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，飞机复合材料机身层合板结构的无损检测。

复合材料检测

红外热波检测技术：

该检测方法特别适合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，而且该方法具有非接触、实时、高效、直观的特点。

声-超声检测技术：

声-超声检测技术主要用于检测和研究材料中分布的细微缺陷群及其对结构力学性能( 强度或刚度等) 的整体影响，属于材料的完整性评估技术。采用声-超声振幅C扫描技术也能够对复合材料与金属材料间的粘接界面进行有效检测。

声发射检测技术：

反映复合材料中损伤的发展与破坏模式，预测构件的最终承载强度，并能够确定出构件质量的薄弱区域。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。

涡流检测技术：

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。

微波检测技术：

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。实践证明，利用反射法测量的厚度误差小于0. 125mm，利用穿透法可测定材料密度的变化。由于微波探伤技术不能穿透导体，因此这种检测方法很难应用于整机检测。