Page 67 - 无损检测2023年第九期

2023远东无损检测新技术论坛论文精选

DOI : 10.11973 / ws j c202309007

碳纤维复合材料孔隙率超声检测与评价

付宗周

( 天津波音复合材料有限责任公司, 天津 300451 )

摘 要: 从检测实践的角度, 简评了碳纤维复合材料层压板孔隙率超声检测的原理和方法。
具体介绍了碳纤维复合材料层压板孔隙率超声波穿透法 C 扫描检测评价的方法, 包括孔隙率标准
试块的制作认定, 孔隙率厚度衰减曲线的制作, 孔隙率评定阈值的确定, 孔隙率评定注意事项以及
检测应用效果。对碳纤维复合材料层压板孔隙率超声波穿透法 C 扫描检测与评价作了总结, 结果
表明, 以孔隙率标准试块为基准的超声穿透法 C 扫描检测可实现对碳纤维复合材料层压板2%孔
隙率生产线的监控和评价, 满足工程规范要求。
关键词: 碳纤维复合材料; 孔隙率; 超声检测; C扫描; 衰减量

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 09-0033-06

Ultrasonictestin g andevaluationof p orosit y ofcarbonfibercom p osites

FUZon g zhou

( Tian j inBoein gCom p ositesCo. , Ltd. , Tian j in300451 , China )

Abstract : Inthisp a p er , theultrasonictestin gp rinci p leandtechni q uesofp orosit yofcarbonfibercom p osite

laminateswasbriefl yreviewedfrom thep ers p ectiveoftestin gp ractice.Thetechni q ueofultrasonicthrou g h

transmissionC-scanfor p orosit y testin g andevaluationofcarbonfibercom p ositelaminateswasintroducedindetail ,

includin g thedeterminationof p orosit y standardtestblocks , the p re p arationof p orosit y thicknessattenuationcurve ,

thedeterminationofp orosit yevaluationthreshold , the mattersforattentioninp orosit yevaluation , andthe

a pp licationeffectoftestin g .Ultrasonicthrou g htransmissionc-scantestin g andevaluationof p orosit y ofcarbonfiber

com p ositelaminatesweresummarizedanddiscussed.Itwas p rovedthattheultrasonicthrou g htransmissionC-scan

techni q uebasedonthe p orosit y standardtestblockscanrealizethe p roductionlinemonitorin g andevaluationforthe

2% p orosit y ofcarbonfibercom p ositelaminates , andcanmeetthere q uirementsofen g ineerin g s p ecifications.

Ke ywords : carbonfibercom p osite ; p orosit y ; ultrasonictestin g ; C-scan ; attenuation
孔隙是复合材料层压板成形过程中在表面和内 材料表面及内部显微照片如图1所示。孔隙一般分
部形成的密集分布的微小气孔, 是对复合材料使用 为单纤孔隙( 包括纤维内孔隙) 和层板孔隙 [ 3 ] 。
性能有较大影响的常见缺陷。研究表明, 无论何种
树脂, 何种纤维与纤维表面处理方式, 当孔隙率小于
1.5% 时, 孔隙大致为球形, 直径在数微米至数百微

米不等; 当孔隙率大于 1.5% 时, 孔隙一般为柱形,
多与纤维轴向平行, 且尺寸更大些 [ 1 ] 。碳纤维复合

收稿日期: 2023-07-10 图1 碳纤维复合材料表面及内部孔隙显微照片
作者简介: 付宗周( 1968- ), 男, 本科, 主要从事航空金属板材、
复合材料中孔隙的存在会使材料的力学性能下
棒材、 管材、 锻件、 焊缝、 金属胶接、 复合材料等的超声无损检测研究
工作 降, 从而造成内部应力集中, 引发分层等更加严重的
缺陷, 给材料的使用寿命带来很大影响 [ 1 ]
通信作者: 付宗周, Fi q in-t j @163.com 。
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2023年 第45卷 第9期
无损检测