Page 123 - 无损检测2024年第一期

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1 概述 缺陷表征与评价方法；然后，按照复合材料结构

复合材料具有轻质、抗腐蚀、抗疲劳等诸多 或制品或装备质量控制要求、应用场景和检测场
优点，而且在复合材料结构之制造过程中，材料 景，研究和建立满足缺陷和损伤检出准确性要求
的利用率非常高，加工工序非常少，已经在航空 的检测方法、检测手段、检测标准。因此，无损
航天、交通、能源等众多领域得到了重要应用， 检测与评估在复合材料产业链和专业链中有着非
许多重要和复杂的壁板、梁、肋、框、叶片等都 常重要的作用。
采用了复合材料结构。随着航空、轨道交通、风 目前有关复合材料无损检测方面文献报道
能等产业快速发展，为了减轻飞机、发动机、轨 比较多，包括超声、X 射线、红外、激光电子散
道车辆等关键装备自身的重量，提高能源利用率， 斑 (ESPI) 、高频脉冲涡流、微波等方法。红外、
增加舒适性，降低其制造成本，利用复合材料及 ESPI 检测方法对复合材料近表面缺陷有一定的检
其成形工艺制造各种关键零部件，已成为近年复 出效果，可以实现检出结果的可视化，但需要对
合材料产业化应用的重要发展方向。许多低成本 被检测复合材料进行热、力加载，难以实现复合
的复合材料成型工艺也在不断推出，复合材料的 材料缺陷的定性定量可视化表征与准确评估，目
加工通常只需要一两个热成型过程，在热成型过 前在复合材料制造场景还鲜有应用案例，但在一
程中，将纤维或织物预浸料通过成型模具固定加 些便于实现热、力加载准确控制的应用场合，对
热固化，进而实现各种复合材料结构获制件制品 部分适合检测的复合材料结构或制品有一定的应
的高效制造。目前用于复合材料制造的成型工艺 用潜力和检测效果。涡流方法对较薄的碳纤维复
方法主要有热压罐工艺方法、液体成型工艺方法、 合材料有一定的检测效果，检测结果可以 C 扫描
拉挤工艺方法、缠绕工艺方法、铺放 / 铺贴工艺 方式实现可视化，目前主要处于试验室和小样品
方法等。实际应用中，通常需要结合产品或装备 的检测方法研发阶段。微波方法包括太赫兹方法
对复合材料使用性能、功能、结构、成本和应用 对部分高衰减低密度复合材料中连接界面的检测
场景等权衡后，选择适应的复合材料及其制造工 有一定效果，通过微波扫描，检测结果也可以实
艺方法。由于意外因素或工艺细节偏离，在复合 现可视化，但不适合形状各异的复合材料结构的
材料成型或加工、使用过程中可能会引入缺陷和 无损检测，也不适合碳纤维复合材料的无损检测。
损伤。因此，在航空航天、交通、能源、医疗等 用于复合材料的 X 射线检测方法目前包括 DR 方
重要应用领域，为了保证复合材料结构或制品质 法、CT 方法，是实现复合材料可视化检测与缺陷
量和装备的使用安全，通常需要对复合材料结构 准确表征与评估的重要方法，其中 DR 是复合材
或制品进行 100% 无损检测。考虑到复合材料成 料蜂窝结构、机织结构和高温复合材料结构可视
型过程不可逆和难以修补的特点，借助先进的无 化检测的有效方法。不过 DR 对复合材料中具有
损检测技术可以及时对复合材料的制造工艺进行 体积分布特征或者密度有显著差别的缺陷检出能
优化，形成稳健的复合材料制造工艺。为此，首 力较强，对于复合材料中的分层或者界面型缺陷
先需要研究和建立反映复合材料成型工艺特点的 不敏感，而且需要专门的辐射防护，不适合大型

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