碳纖維復(fù)合材料是由碳纖維和基體材料組成的性能高強(qiáng)的組合材料,可以用它來制成各種不同形狀的碳纖維制品。如果碳纖維復(fù)合材料自身存在缺陷,那制成的碳纖維產(chǎn)品的性能就會存在問題,有什么方法可以檢查碳纖維復(fù)合材料的質(zhì)量好壞嗎?這6種方式了解一下。
 
6種無損檢測碳纖維復(fù)合材料缺陷的方法
 
    6種無損檢測碳纖維復(fù)合材料缺陷的方法
 
    檢測碳纖維復(fù)合材料是否存在缺陷,可以明確碳纖維復(fù)合材料的性能是否缺失,有效的幫助廠家梳理生產(chǎn)流程,找到癥結(jié)所在,提供廠家的生產(chǎn)效率。檢測碳纖維復(fù)合材料缺陷的方式有2個方向,一個是無損檢測,另一個是有損檢測,本文介紹的就是6種無損檢測的方法。
 
    1、射線檢測法:射線檢測法原理是利用x射線、γ射線將缺陷圖像拍成照片,或用閃爍計數(shù)管等放射性探測器計量穿透的射線。射線檢測法可用來檢測復(fù)合材料中的夾雜、裂紋、孔洞,射線檢測法只能檢測出超過0.1mm的空隙。
 
    由于碳纖維復(fù)合材料內(nèi)的孔隙尺寸在不同的孔隙率時變化較大,當(dāng)孔隙率低于4%時有相當(dāng)大一部分孔隙的尺寸是小于0.1mm的,所以射線檢測法的成功率可能不高,只有裂紋平面與射線束大致平行時方能檢出,所以該法通常只能檢測與試樣表面垂直的裂紋,可與超聲反射法互補(bǔ)。
 
    2、計算機(jī)層析照相檢測法:計算機(jī)層析照相應(yīng)用于復(fù)合材料研究已有10多年歷史。非微觀缺陷CT主要用于檢測(裂紋、夾雜物、氣孔和分層等),測量密度分布(材料均勻性、復(fù)合材料微氣孔含量、壁厚)精確測量內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸,檢測裝配結(jié)構(gòu)和多余物,三維成像與CAD/CAM等制造技術(shù)結(jié)合而形成的所謂反饋工程。
 
    3、聲-超聲檢測法:聲-超聲又稱應(yīng)力波因子技術(shù),其工作的基本原理為采用壓電換能器或激光照射等手段在材料表面激發(fā)脈沖應(yīng)力波,應(yīng)力波在內(nèi)部與材料的微結(jié)構(gòu)相互作用,并經(jīng)過界面的多次反射與波型轉(zhuǎn)換后,到達(dá)置于結(jié)構(gòu)同一或另一表面的接受傳感器,然后對接收到的波形信號進(jìn)行分析,提取一個能反映材料力學(xué)性能的參數(shù),稱為應(yīng)力波因子。
 
6種無損檢測碳纖維復(fù)合材料缺陷的方法
 
    4、聲發(fā)射檢測法:聲發(fā)射檢測法又稱應(yīng)力波發(fā)射,是指物體在受力作用下產(chǎn)生變形、斷裂或內(nèi)部應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度而進(jìn)入不可逆的塑性變形,以瞬態(tài)彈性波形式釋放應(yīng)變能的現(xiàn)象。本方法已應(yīng)用于航空、航天石油、化工、鐵路、汽車、建筑和電力等諸多領(lǐng)域
 
    聲發(fā)射檢測法與常規(guī)無損檢測技術(shù)相比,具備2個較大的優(yōu)勢。其中一個是對動態(tài)缺陷敏感,在缺陷萌生和擴(kuò)展過程中能實時發(fā)現(xiàn),另一個是發(fā)射波來自缺陷本身,而非外部,可以得到有關(guān)缺陷的豐富信息檢測靈敏度與分辨力高。
 
    5、紅外熱波法:紅外熱波無損檢測的工作原理是根據(jù)變化性熱源與媒介材料及其幾何結(jié)構(gòu)之間的相互作通過控制熱激勵并適時監(jiān)測和記錄材料表面的溫場變化,經(jīng)過特殊的算法和圖像處理來獲取被檢物體材料的均勻性信息及其表面下的結(jié)構(gòu)及熱屬性的特征信息,從而達(dá)到檢測和探傷的目的。
 
    6、超聲檢測技術(shù):由于聲波在不同介質(zhì)界面處會產(chǎn)生反射、折射現(xiàn)象,這就使得聲波在傳播方向上產(chǎn)生能量損失,傳播速度發(fā)生改變,在固體和氣體的界面處能量的損失和傳播速度的改變尤為厲害。因此,當(dāng)復(fù)合材料中含有孔隙時,穿透復(fù)合材料的超聲波就會發(fā)生上述現(xiàn)象,這樣就可以根據(jù)超聲波的能量衰減與傳播速度的改變來測定復(fù)合材料試樣內(nèi)的孔隙率。
 
    對于碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來說,超聲檢測技術(shù)是目前使用最廣泛的無損檢測技術(shù)。超聲波穿透力強(qiáng),方向性好,靈敏度高,且對人體無害,較適合復(fù)合材料內(nèi)部缺陷的檢測。
 
    碳纖維復(fù)合材料中如果存在缺陷,就像是堤壩中存在蟻穴,高強(qiáng)的性能優(yōu)勢因為缺陷而蕩然無存。如果碳纖維材料的應(yīng)用價值不復(fù)存在了,那誰還會選擇使用它呢?
 
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