佛山市陶瓷研究所检测有限公司 528000
摘要：随着当前文化、科技的发展，陶瓷已经不局限于作为食器和装饰材料使用，生产者利用其耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优良特性应用于化工、航空航天等现代工业中，取得显著经济成效。研究结果表明，陶瓷表面或亚表面若存在10微米至60微米数量级缺陷，将有可能会导致陶瓷在运用过程中遭受破坏。因此，本文先就无损检测技术以及对陶瓷材料检测的要求加以阐述，然后就无损检测技术的应用和发展方向详细探究。
关键词：陶瓷材料；无损检测；技术；应用
引言
陶瓷材料制备工艺复杂、流程多，同批次材料的质量差异较大，故对陶瓷材料的质量把控尤为重要。陶瓷材料本身的高脆性、低韧性的特点，微小缺陷的存在也容易在缺陷处造成应力集中，迅速破坏。从而陶瓷材料的缺陷要求要远高于金属或复合材料1~2个数量级，对于精密的零部件需检出的缺陷大小为1~30μm。整个生产过程中容易产生的缺陷有：表面、内部裂纹；表面、内部气孔；表面落渣及缩釉；内部夹层等。由于表面缺陷危害性较大并且影响到制品的外观质量，因此对表面缺陷的质量把控更加重要。
传统的陶瓷工业中，多采用敲击法、目视法来判断陶瓷制品中缺陷的存在及缺陷的大致位置，该种方法显然不能满足现代陶瓷工业的要求，因此研究一种适合现代陶瓷工业的无损检测方法尤为重要。无损检测技术（nondestructivetesting，NDT），意义在不会对检测对象的有效性及可靠性产生破坏的前提下，对被检对象的整体质量（缺陷、损伤）进行定位及定量。无损检测的常规五大检测方法分别是：超声法、射线法、磁粉法、渗透法、涡流法。随着工业技术的发展，新型的无损检测技术也不断涌现，例如：超声TOFD检测技术，数字射线技术、巴克豪森噪声无损检测技术、红外热成像检测技术。
1.无损检测技术以及陶瓷材料检测的要求
1.1无损检测技术
陶瓷产品在投入到市场前的检测工作是比较关键的，这是保障陶瓷产品的质量的重要举措。无损检测技术的应用对陶瓷产品的质量检测有着积极作用，这是在不破坏检测物原有物理状态以及化学性质基础上使用的检测技术。通过无损检测技术的应用，就能有助于检测陶瓷的裂纹以及气孔等缺陷，有效避免了陶瓷材料使用中被损坏。无损检测技术的应用对陶瓷材料的应用效果也有着直接影响，所以在实际当中加强无损检测技术的应用，就有助于陶瓷产品投入市场中的质量。
1.2无损检测技术对陶瓷材料检测的要求
陶瓷材料的检测过程中，对无损检测技术的应用就要能按照相应的要求，保障检测技术应用的质量。无损检测技术应用前对陶瓷材料的缺陷类型以及性能等，都要能有详细的了解认识，结构陶瓷材料的加工制造以及运输使用中的缺陷比较突出，有表面和内部缺陷的类型，对于表面的缺陷来说主要就是在运输加工以及负荷工作当中所存在的，而对于内部的缺陷就是制造中所存在的。应力集中效应的作用下，陶瓷材料缺陷产生应力大小，和缺陷位置以及取向等有着紧密联系，结构陶瓷的检测就需要无损检测技术的应用过程中，能按照严格的要求进行执行，保障检测结果的可靠性。
2.现阶段无损检测技术在陶瓷材料检测中的应用
2.1超声波测试技术
超声波测试包括使用超声波换能器通过耦合介质将超声波脉冲波传输到被检物体中。观察底面反射波或被检对象内部的缺陷回波，以确定缺陷的存在和位置。超声波方法在检测被检物体的内部缺陷（例如气孔，夹渣分层和内部裂缝）方面具有优势。此外，超声波测试可以检测陶瓷材料密度与厚度的均匀性。与传统超声相比，C扫描超声技术可以从声波的传播特性中提取出更完整的信息，并且对陶瓷材料的裂纹和缝隙以及内部缺陷具有更高的分辨率。对多层陶瓷材料的整个深度与不连续性有明显的优势。超声波浸入法将被检物置于水中，超声波换能器不与被检物表面直接接触，并且水被用作耦合介质。
该测试具有以下优点：
①水浸扫描可以实现自动检测，为检测提供了方便。
②由于声束的会聚，水浸聚焦探头可以将超声波的主要能量集中在被测件中的被测件上，可以满足检测需求。以获得更高的灵敏度与分辨率。
③由于存在耦合介质的水层，因此探针不需要直接与工件接触，因此检测过程基本上不受陶瓷材料表面粗糙度的影响，并且检测盲区只能位于耦合介质的水层中，而不会影响实际的检测过程。
选择超声换能器频率尤为重要。频率的选择会影响探伤的分辨率与灵敏度。通常选择高频探头来检测厚度较小且声音衰减较小的物体。研究显示。当传感器频率选择为30Mhz时，可以检测到大约20μm的点状缺陷。当传感器频率选择为15Mhz时，可以检测到大约30μm的点状缺陷。当换能器频率选择为25Mhz时，可以在陶瓷材料表面以下2mm的深度检测到长度约为10-75μm的条状缺陷。
2.2X射线断层扫描检测技术
超声检测技术与X射线断层扫描检测技术相同，两者同时用于医疗诊断，并且该技术也广泛用于陶瓷材料的检测。它基于X射线穿过检测到的物体获得的特定物理量的测量值，并且该测量值用于在陶瓷材料的选定横截面中重构特定物理量，从而使图像三维内部的陶瓷材料可以重复建造。
该技术的优点是：
①不受陶瓷材料的物理结构与形式的限制。尽管其优点显而易见，但存在一些局限性，例如该方法的检测成本高并且效率低，因此，如果它是大型陶瓷材料，则不应使用此方法。
②高图像性能与物理特性。
③密度分辨率与空间分辨率较高，通常低至0.5％。
④检测对象不仅包括陶瓷材料，而且包括金属材料与空气，具有广泛的检测范围。
2.3红外热成像检测技术
红外热成像检测技术使用不同的可控热激发源来加热被检物体。如果被检物有缺陷，则瞬态热能传导可以使被检物内部温度场和表面的温度场出现差异。如果存在差异，则使用红外热像仪连续采集被检物的热谱图。通过对被检物的温度场变化进行图像处理，可以对被检物的缺陷进行量化与定位。红外热成像检测技术具有操作简单，非接触，大面积，高速，应用范围广等检测的优点。根据激发形式的不同，可以分为电磁激发红外热成像，超声激发红外热成像与光脉冲热成像。光脉冲热成像技术更为传统。热激发的源是高能量的脉冲闪光。激发源在被检查物体的表面上形成热能波，并传播到被检查物体。
3试论陶瓷材料检测中无损检测技术的应用前景和发展方向
除却上述几项数据，近些年来，一些新型无损检测技术也开始应用至该项检测项目中来，虽然仍然存在一些弊端，但是不可否认的是它们的运用也弥补了一些传统技术方法难以实现的精准度。如：AE声发射检测技术以及超声波显微成像技术等。
以AE声发射检测技术为例，该种技术在陶瓷材料检测中运用可以准确判定陶瓷材料的固化情况及粘结状态，并可预测材料的最终强度。但是，与此同时，该种技术也存在弊端。即AE声信号会因为材料裂纹变小而变小，因此可能会导致检测过程中，受检测环境及检测器自身噪声的影响而难以发现既有缺陷。不过不可忽视的是，近几年来，针对AE声发射检测技术的缺陷衍生出了可直接测定位移的压电转换器及脱离于转换器、介质形态资料的AE原波形分析法等技术或理论。无疑，这对于AE声发射检测技术的后期运用和推广会起到促进作用。反之，相关检测技术的优化也会推动陶瓷材料检测能力的不断提升。两者相互促进，相互依存，定会取得良好的共同发展态势。
结语
综上所述，随着我国科技的发展，未来还会有更多的技术运用在陶瓷检验中，这些技术不仅能够克服现有技术上的缺点，还能够提高检测的精确度。无损检测技术能够较快地检测出材料损害的程度及位置，提高检测的科学性，而且，它的这种优势还会继续发展。红外检测技术主要是利用物体内部热量传递原理，进行的相关检测活动，如果热量传递较为稳定，评定陶瓷没有瑕疵，但是出现受热不均的情况，判定这件陶瓷有瑕疵。超声技术运用较多，它不仅能够检验瓷器有无瑕疵，还能够对瓷器的密度进行判定。陶瓷材料运用较为广泛，如今大多数企业都会运用无损检测技术，来对陶瓷材料进行一定的检验，确定材料的相关性能，利于其更好地运用在实际生活中。
参考文献：
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