试述先进无损检测技术在复合材料缺陷检测中的应用

作者：李铁成

来源：《中国房地产业》 2016年第18期

文/ 李铁成、张楠、李易蔚、蔡东霖 中国核电工程有限公司郑州分公司 河南郑州 450052

【摘要】现阶段社会发展中对于复合材料的应用越来越普遍，在很多行业中复合材料都体现出了较强的应用实效性，而要想保障这些复合材料的应用价值，必须要做好全面检测分析，当前一些先进无损检测技术手段的应用也就得到了较高的关注。本文就重点针对复合材料缺陷检测中先进无损检测技术手段的应用进行了简要的分析和探索。

【关键词】先进无损检测技术；复合材料；缺陷检测

复合材料可以说是今后很多行业发展的一个重要趋势，这种复合材料的应用也确实表现出了较强的应用效果，尤其是在强度、抗疲劳性能以及安全性方面均具备着理想的价值表现，因此，针对复合材料进行深入研究，促使其能够不断创新优化，并且保障各类复合材料应用不存在任何的缺陷和问题，均已经成为了复合材料应用的关键点所在。具体到复合材料的缺陷分析和检测工作中，先进无损检测技术手段的应用能够发挥出较强的积极效果，在实际应用中是比较有效的，值得进行深入探索。

1、复合材料常见缺陷分析

复合材料缺陷检测工作落实到位的一个基本前提条件就是保障其存在的各类缺陷均能够得到较好的明确，如此才能够在后续的检测技术手段应用中具备方向性，避免出现检测偏差问题。结合现阶段复合材料应用过程中常见的各类缺陷问题来看，其存在的缺陷主要表现在以下几个方面：

首先，孔隙是复合材料中最为常见的一类问题表现，其主要就是因为复合材料的成型过程处理不当而造成的，尤其是在成型过程中的温度、压力以及时间等指标得不到较好的控制，进而也就必然会影响到最终的复合材料性能，造成孔隙产生。这种孔隙缺陷对于复合材料应用强度以及抗疲劳性能等，均会造成较大影响。

其次，夹杂也是复合材料中影响较为恶劣的一个方面，这种夹杂主要就是指在复合材料中存在一些不利于材料应用性能保障的一些额外物质，比如在复合材料生产过程中环境清洁度控制不当就会造成其纯洁度受损，导致夹杂问题。

再次，分层现象对于复合材料应用效果的威胁也是比较大的，其主要就是指复合材料出现了明显的层级脱落或者是开裂问题，进而导致其无法正常运用，这种分层现象的出现同样也和生产加工流程存在密切联系，尤其是对于不同类型材料的热膨胀系数控制不当，就会导致分层现象产生。

最后，裂缝问题在复合材料中同样比较常见，这种裂缝主要就是指相应的复合材料表现出了一些纹状裂缝，其必然会较大程度上限制复合材料的应用性能，尤其是对于复合材料应用强度下降以及疲劳损伤问题产生较大影响。

2、先进无损检测技术的应用

在复合材料缺陷的检测分析过程中，无损检测技术的应用具备着较强的优势，其不仅仅检测效率较高，还不会对于复合材料产生影响和损伤，进而也就能够提升复合材料的应用价值，这种无损检测技术也是今后复合材料缺陷检测的一个重要手段。随着当前无损检测技术的发展，其中比较突出的先进技术手段主要有以下几种：

2.1 射线检测技术

射线检测技术可以说是复合材料缺陷检测中比较实用的一类技术手段，其具备着理想的直接性特点，对于复合材料中存在的一些孔隙以及夹杂问题能够做到有效检测，在裂纹方面的敏感性同样极为突出，但是对于分层问题却存在一定的限制，难以做到有效分析。具体到射线检测技术的应用中来看，当前最为常见的就是胶片射线照相技术和计算机断层扫描成像技术，这两类技术手段的应用均能够较好呈现复合材料的基本状况，对于内部存在的各类问题和缺陷也能够有效发现。随着技术手段的发展和创新，当前比较先进的射线检测技术有康普顿背散射成像技术（CST），其检测的灵敏度更高，并且还能够三维成像，图像的对比度也更为理想，也是今后射线检测技术手段应用发展的一个重要方向。

2.2 超声检测技术

在复合材料缺陷检测过程中，超声检测技术的应用同样比较常见，其涉及到的具体处理方式也是多种多样的，比如反射法、共振法、阻抗法、穿透法等都能够发挥出较强的积极作用效果，并且这些不同处理方式之间也存在着较大的差异性，各有特点，适用范围也存在一定的区别，进而也就需要结合不同类型的复合材料，及其可能存在的各类缺陷进行分析，进而也就能够有效提升其检测效果。在当前超声检测技术的应用发展中，超声C 扫描可以说是比较有效的一种手段，其能够较为直观显示复合材料的具体状况，并且检测效率也比较高，其不仅仅能够对于各种类型的复合材料缺陷进行全面的检测分析，还能够较好了解到复合材料的一些基本性能指标，比如密度、弹性模量以及纤维取向等，都可以通过超声C 扫描得到呈现，如此也就提升了检测的价值。

2.3 红外热波检测技术

对于复合材料缺陷的检测还可以采用红外热波检测技术进行处理，这种红外热波检测技术在一些较薄的复合材料板以及金属粘接结构中比较适用，其最为理想的检测对象就是能够有效发现复合材料中的分层问题，这也是该技术手段应用最为突出的一个优势表现。红外热波检测技术的应用能够不接触复合材料进行检测，并且相应的检测效率也较为理想，能够实时进行复合材料的检测分析。在这种红外热波检测技术的应用中，还需要重点针对表面发射率以及复合材料厚度进行重点分析，避免其影响和限制检测精确度。

2.4 其它先进无损检测技术

除了上述比较常见的复合材料缺陷无损检测技术手段之外，当前还存在其它一些较为有效的无损检测技术，比如声- 超声检测技术、涡流检测技术以及微波检测技术等，都可以在复合材料缺陷检测中发挥出较强的应用实效性，对于不同类型复合材料及其不同缺陷的检测存在着一定的差异。

结语：

综上所述，复合材料的应用已经成为了今后很多行业发展的重要组成部分，基于复合材料的应用来说，必须要保障其应用质量，避免应用存在缺陷的复合材料，这也就需要综合运用各类先进无损检测技术手段进行检测处理，提升其应用价值。

参考文献：

[1] 郁青, 何春霞. 无损检测技术在复合材料检测中的应用[J]. 工程与试验,2009,02:24-29.

[2] 周正干, 孙广开, 马保全, 李洋. 先进复合材料超声无损检测新技术的应用[J]. 科技导报,2014,09:15-20.