王耀辉
新疆新正检测技术有限责任公司
摘要：随着现代科学技术的飞速发展，各行各业对材料的需求与日俱增，而由传统单一材料组成的材料目前已不能满足人们的需求。因此，由两种或多种物质组成的复合材料出现在人们的眼中，成为时下大众关注的焦点。在积极倡导智能和环保的现代社会中，开发更多高性能、高附加值的复合功能材料已成为复合材料发展的风向标。
关键词：无损检测技术；复合材料；缺陷检测；应用
随着科学技术的进步，信息技术、能源技术等物质技术已成为经济社会发展的核心技术。复合材料由两种或多种具有不同特性的材料组成，这些材料使用物理或化学方法形成具有新特性的材料，克服了单一材料的缺陷。复合材料由于其优异的性能而被广泛使用，并且随着其应用范围和用途的增加，人们对复合材料的质量的要求也越来越高[1]。特别是近几年，复合材料的研究及其应用取得了跨越式的长足进步。此外，在复合材料的质量检查过程中创新了多样化的检测方法，其中无损检测至关重要，因为它不会破坏复合材料的完整性。随着科学技术的进步，无损检测中逐渐出现了新的检测技术和方法，为复合材料的推广和应用提供了便利。
1、无损检测技术在复合材料缺陷检测中的应用
1.1X射线无损检测技术
最广泛使用X射线无损检测技术是胶片摄影，它可以检测复合材料中孔的杂质以及其他外观缺陷。同时，还可以检测出结构缺陷，例如刺穿和纤维断裂和不均匀的材料分布。这种检测方法灵敏度高，并且检测结果相对容易观察，但是如果在垂直于光束的方向上存在裂缝，则检测起来并不容易。此外，其结构复杂，需要维护投入的资金较大。随着技术的进步，新的X射线成像检测技术和X射线CT技术已经相对成熟并投入了应用。这两种方法的优点是更高的准确性和效率，更少的投资，检测结果的长距离传输，强大的可操作性以及与传统的印版检测方法相比明显的优点[2]。
1.2超声波无损检测技术
根据复合材料的性能和声学特性对声波的影响，对复合材料进行超声波无损检测，从而实现复合材料内部和表面缺陷的检测。这种检测方法可以检测复合材料中的诸如层间结构、孔隙、裂纹和夹杂物之类的缺陷，并检测材料的密度纤维取向、模量值、厚度值和几何尺寸以随时发现材料的变化。这种检测方法具有很高的灵敏度，它可以准确地定位缺陷，可以检测出缺陷的主要位置和分布，设备不那么复杂，且易于操作。但是，也有一些缺点。例如，检测效率不高，同一设备无法检测到所有故障。不同类型的故障需要更换不同类型的探头才能准确检测。厚度小、尺寸小和结构复杂度高的复合材料无法进行良好的检查。基于直观的显示和高的检查效率，计算机技术已经与时俱进，并且超声波扫描技术也应运而生。它花费的时间短且具有其他特性，并且适用于大型复合材料例如飞行器的检测。
1.3计算机层析照相检测技术
工业计算机层析照相技术是一种工业计算机断层扫描成像技术，主要用于检测工业零件。操作简单，可以进行直观检查，并且不会损坏样品。该方法的工作原理是通过扫描获得标本的层析X射线摄影投影值，然后根据图像重建层析X射线摄影图像。该方法可以清晰地扫描完成的图像。
普通的透视方法往往会使图像模糊和重叠，这种断层扫描技术显着改善了以前的图像条件，具有很高的图像清晰度和很高的对比度灵敏度[3]。通过大量的产品检测案例，我们发现工业计算层析照相技术可以非常高的灵敏度检测复合材料中的孔、内含物、空隙和分层等缺陷，并可以准确确定缺陷的尺寸。
1.4红外热成像无损检测技术
该技术的原理是利用红外物理理论，将红外辐射特性的技术和方法合理地应用于被测部件，以实现全面的无损检测。如果复合材料存在缺陷，则材料的传热性能会发生变化，表面的温度分布也会发生变化，因此可以通过测试设备和确切的位置来判断热辐射的差异。红外热成像技术的优点是投资少、检测时间短、速度快、操作简单、精度高。其主要用于检测复合材料和多层材料的夹杂物、分层、裂纹等缺陷。
1.5声发射法检测技术
声发射法是一种高动态检测技术，用于复合材料和零件的检测和评估，通过正确处理声信号来评估缺陷，确定缺陷的实际位置并进一步判断其发展。如果物体存在缺陷或异常部分，会发生形状变化或破裂，进而释放转换能量。设备捕获这些信号，并通过声发射信号的特性和强度值，判断微观变形和材料中的裂纹及其状态，以实现准确的检测。这种无损检测技术具有特定的应用范围，应用此方法必须要满足以下两个条件：首先，必须有一个外部负载作用在材料上。其次，要改变材料的内部缺陷或结构。声发射技术可用于区分复合材料层压板中缺陷的断裂状态，并有效地确定诸如基体开裂、纤维和树脂开裂状态、裂纹扩展性质等[4]。
1.6智能敲击无损检测技术
就传统的检测过程而言，锤子和其他重物通常被用作击打物，以检测复合材料是否存在问题。例如，在实际的轨道材料检查过程中，轨道维护人员会用锤子的敲击感检测轨道是否存在问题。如果回声相对较暗，则意味着附近有可能被损坏。因此，使用敲击的方式来确定复合材料是否存在问题是相对简单快捷的方法之一。但是，这种模式通常受检测者观意识的影响，并且在很大程度上取决于工作经验，出现错误的几率较大。因此，针对这些问题，出现了智能敲击无损检测技术，并收集了冲击后的振动频率，以确定复合材料领域是否存在安全隐患。
2、复合材料无损检测技术的发展展望
由于复合材料的多样性，不同复合材料的制造工艺复杂度不尽相同，应用场合也不同。第一，没有一种适用于每种复合材料的通用检测方法，同样，相同的复合材料使用不同的检测方法其检测结果也不尽相同。 第二，在复合材料检测中的应用，通常不是单一的检测方法，而是两种或更多种方法的结合以更准确地检测复合材料。第三，复合材料的检测结果往往与信号分析方法密切相关。小波变换、频率直方图和脉冲相位方法等分析方法用于复合材料检测将会更加广泛[5]。近年来，国内检测技术发展迅速，但仍存在一定差异。与发达国家相比，国外技术的主要研究方法仍停留在发达国家比较成熟的检测技术上。研究人员要不断吸收国外的现有技术，并通过与国外研究人员之间的交流，紧跟当前的国际发展趋势，以使我国的复合材料无损检测技术达到或超过先进国家的水平。
3、结语
综上所述，随着我国复合材料研究的不断发展，越来越多的新型复合材料被用于实际生产和生活当中，这不仅有助于我国复合材料产业变得更加系统化和智能化，而且还可以有效提高复合材料在应用环节中的应用质量，从根本上改善我国复合材料体系的发展生态。
参考文献：
[1]姜艺玺,宋志杰,杜婷婷,丁月里.无损检测技术在复合材料检测中的价值[J].信息记录材料,2019,20(06):55-56.
[2]肖亚楠.无损检测技术在复合材料检测中的研究[J].山东工业技术,2017(10):280.
[3]田秀兰.复合材料无损检测的研究[J].中国高新区,2017(19):28.
[4]黄跃娟,孙大权,周海成.无损检测技术在碳纤维复合材料检测中的应用[J].江西建材,2015(03):299.
[5]周正干,孙广开,李洋.先进无损检测技术在复合材料缺陷检测中的应用[J].航空制造技术,2016(04):30-35.