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绝对干货 | 陶瓷基先进复合材料无损检测大PK(2)

2020-01-08 09:22:58 来源:中国检测网 网络转载 阅读:

CMC无损检测最重要的几种方法为:x射线、超声、红外热成像、全息干涉和涡流检测,其他一些技术如声发射、贝塔背散射、核磁共振、中子射线和微波都被尝试用于CMC无损评价,但这些方法仍需改进。目前超声和X射线检测技术己成为两种最主要和成熟的CMC NDT/NDE技术,而超声无损检测是近年来发展最快、最常用的CMC NDT/NDE方法[5-6]。

表2 不同超声检测技术对比

具体如用超声波分析材料的晶粒尺寸和孔隙率,由于晶粒尺寸和孔隙率的不同组合可能得到完全一样的衰减谱,因此,除非还有其它的信息来源,如超声波波速谱或射线照片,否则不能仅根据衰减谱就完全推断出材料的微观结构。这就需要一方面加强对信号处理和模式识别的研究;另一方面,必须利用多测量参数或多种检测手段对材料进行检测评价。

对CMC的无损检测的研究,大多同时采用了一种以上的无损检测方法。如超声+x射线+红外、动态机械共振(DMR)+红外热成像、红外热成像+超声、微焦x射线照相+超声、中子射线照相+x射线照相、光学、超声显微分析+扫描电镜+声一超声+超声c扫描+声发射+x射线照相+热成像及x射线CT+x射线照相+红外热成像等。针对具体的研究目的,应选用合适的NDT/NDE方法组合。

 

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超声波检测原理

 

声波在材料中传播,当通过2种介质的分界面时,只有一部分声波穿过,其余部分被反射,而且声波的穿过比例取决于这2种材料的声阻抗系数匹配度[7]。水和大部分经常使用的材料具有相当好的声阻抗匹配,如声波在通过水和碳层界面时将有1/2声能透过。在经过4次固-液界面后(先从传感器到耦合剂,再从耦合剂到被测试件,然后从被测试件到耦合剂,最后从耦合剂到传感器),仍然有一部分声能剩下,所以对其作精确测量是可行的。相反,由于空气的低声阻抗和高吸收,声波在试件与空气间传递时,只有大约1%的能量穿过。

因为用空气作耦合剂比用水作耦合剂时能量损失多100dB左右,在经过4次传递后,几乎没有能量剩下而且相对于低声阻抗的聚合物而言,高声阻抗金属材料的能量损失将更多。所以,空气耦合超声波检测法的发展有赖于更高灵敏度传感器的发展。

超声波检测过程主要由以下4部分组成

:(1)用某种方式向被检测试件中引入或激励超声波;

(2)超声波在试件中传播并与试件材料中物质相互作用时其传播方向或特征被改变;

(3)改变后的超声波又通过检测设备被检测到,并被处理与分析;

(4)根据接收到的超声波特征,对材料进行缺陷识别与评估。

关键词:无损检测

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