复合材料无损检测的介绍
复合材料孔隙率的测定
本方法需要通过试验测得组分 树脂。复合材料在水中 300h 后吸收水的质量以及复合材料 中树脂质量含量，由公式可求 得体积孔隙率为:
②吸水测量 法
该方法得到的孔隙率也是 复合材料的体积孔隙率， 由于其它缺陷如裂纹、分 层等的存在对计算结果 的影响，该方法检测精度 与密度测量法差不多，但 是操作过程更为繁琐、耗 时，故其应用效果不及密 度法广泛。
碳纤维复合材料尽管有许多优良的特性，然而保 证材料质量，检测材料缺陷，是其得以正确、安 全应用的前提。碳纤复合材料的缺陷种类有很多， 孔隙是复合材料中最为常见、最为重要的缺陷之 一。
完全无孔隙的复合材料是没有的。
孔隙率对复合材料性能的影响
孔隙率对碳纤维复合材料性 能的影响主要体现在对复合 材料层间剪切性能和弯曲性 能的影响。 。
复合材料在制造过程中容易产生的 缺陷可以分为宏观缺陷和微观缺陷 两大类。就微观孔隙缺陷而言，其 显著的特点是缺陷细微，甚至小到 微米级，分布在树脂或树脂基纤维 界面之间，呈明显体积分布。不仅 宏观缺陷的存在影响复合材料的性 能，微观缺陷的存在也会直接影响 复合材料力学性能和可靠性。
如孔隙，对于动态的力学性能来说 就是一个应力集中点，在反复载荷 下会成为一个疲劳源，对于静态的 力学性能来说，孔隙会造成材料内 部疏松并使力学性能下降。
孔隙率对层间剪切性能的影响
研究表明，每含 1%的孔隙率，复合材料的层间剪切性能 下降 5%至 15% 不等，直到孔隙率达到4%时，这种规律 基本保持不变。通过试验得出复合材料孔隙率与层间剪切 性能的关系，当孔隙率小于 0.75% 时，剪切强度都在 76MPa 左右，孔隙率对剪切强度的影响不大，当孔隙率 大于1.5% 时，剪切强度迅速下降，只有 60%的保持率。 当孔隙率较低时( 尤其低于 4%时) ，剪切强度随孔隙率增 大而下降得比较快，当孔隙率大于 5%以后，强度损失己 经过大，并随孔隙率的增大下降得比较缓慢或稳定。 孔隙率0% 增大到 1%时，强度下降约 9%，当孔隙率 增大到 4% 时，强度己经下降32%.孔隙率在 0%-4%，每 增1%，剪切强度平均下降约 8%，基本成线性关系。
复合材料无损检测技术
五、超声波检测
原理：利用缺陷与基体间不同特征引起的波长吸收/反射差 异来判定被测物（20KHz）；
优势
1. 操作简单；
局限
1. 不同的缺陷需使用
不同的探头； 2. 对人员要求高；
2. 可定位缺陷位置；
8
五、超声波检测
9
五、超声波检测
适用于：分层，孔隙等缺陷；
大型蜂窝结构部件、大曲面结构部件
3
三、X射线检测
原理：利用缺陷与基体间的密度差异引起的X射线吸收率；
局限
1. 设备复杂成本高； 2. 需安全防护； 3. 无法现场检测；
4
三、X射线检测
适用于：检测材料中的孔隙（黑影），裂纹（黑纹）， 纤维屈曲（白纹），夹杂（白点）等 缺陷；
黑纹 白点
黑影
中小型复材部件
5
四、红外热成像检测
原理：利用缺陷与基体间不同热特征引起的温度差异来 判定被测物；
优势
1. 操作方便； 2. 设备简单； 3. 可现场检测；
局限
1. 要求工件传热性好； 2. 测试深度有限； 3. 灵敏度不高；
6
四、红外热成像检测
适用于：脱粘，分层等面积性缺陷；
复材薄板与金属胶接
复材无损检测技术
2018-4-27
目录
01-02 03-03 04-05 06-07 08-10
复材常见缺陷 复材常见检测技术 X射线检测
红外热成像检测
超声波检测
一、复材常见缺陷
分层
纤维弯曲
孔隙
基体开裂、脱粘
纤维断裂、突出
冲击、撞伤损伤
1
一、复材常见缺陷
1
分层： 存储时间过长；热膨胀系数不匹配；挥发物产生
SAE复合材料无损检测标准分析
SAE复合材料无损检测标准分析李剑【摘要】概述SAE复合材料无损检测标准及体系,对这些复合材料无损检测标准的编制背景、使用情况等进行分析,并针对目前国内复合材料无损检测标准情况提出建议和意见.【期刊名称】《高科技纤维与应用》【年(卷),期】2018(043)002【总页数】4页(P41-44)【关键词】SAE;复合材料;无损检测;标准分析【作者】李剑【作者单位】中国商飞上海飞机设计研究院,上海大场,200436【正文语种】中文【中图分类】TD2131 引言SAE标准广泛应用于全球范围内航空飞行器零件、系统的设计和生产甚至政府采购活动，已经成为国际航空制造业的基础标准。
从1939年以来，已经制订数千份各种类型的标准，这些标准为航空制造业规范化，提高航空制造业整体的制造质量等方面取得了极大的成绩。
复合材料是近三十年来涌现出来的新型航空材料，以其重量轻，疲劳性能优异等特点在航空制造业，特别是民用飞机制造业中得到越来越广泛的应用，已经成为核心航空材料之一，据报道：波音B787、空客A350等飞机上的复合材料使用量已经达到50%以上。
复合材料无损检测是保证、控制复合材料件制造质量的关键手段之一，因此制订复合材料无损检测规范成为SAE标准关注的重点之一。
本文拟对SAE中的复合材料无损检测标准进行一番梳理，并讨论可资借鉴之处。
2 SAE复合材料无损检测标准组成及特点SAE复合材料无损检测标准组成如表1所示。
对应金属的无损检测标准如表2所示。
表1 SAE复合材料无损检测标准表标准号标准名适用范围AIR4844复合材料术语所有航空复合材料(包括金属胶接件)ARP5089复合材料修理无损检手册所有航空复合材料修理(包括金属胶接件)ARP5605复合材料层压板无损检测标样标准仅适用于层压板ARP5606蜂窝结构的无损检测标样标准仅适用于蜂窝结构类复合材料表2 SAE金属材料无损检测标准表标准号标准名适用范围AMS2300优质航空钢磁粉检验带有铁磁性的航空钢AMS2641石油基磁粉检验溶液磁粉检验材料AMS2631钛合金板棒坯超声检测钛合金AMS2632薄材料的超声检测薄板AMS2634薄壁金属管的超声检测薄壁金属管AMS2647飞机大修的荧光渗透检测飞机大修阶段AMS2658铝合金的硬度和电导率测试铝合金AMS2650荧光X射线检查标准已取消比较表1和表2可以看出：复合材料无损检测标准与金属材料无损检测标准相比数量较少；复合材料无损检测标准的划分维度也与金属材料无损检测标准完全不同，后者主要是按照检测方法来制定，而复合材料则是以复合材料类型来分类，某些标准甚至不做区分；金属材料无损检测标准多以AMS标准，而复合材料则基本上是以ARP标准为主，没有AMS标准，根据SAE标准体系分类(AS/AMS/ARP/AIR)来看，金属材料无损检测的成熟度更高；复合材料无损检测标准将标样制备单独独立出来作为一份标准，而金属材料无损检测标准则没有单独的标样制备标准，说明复合材料受影响的变量比金属材料的更复杂，标样制备对整个无损检测的表征结果影响更显著。
复合材料的无损检测
复合材料的无损检测作者：周胜兰来源：《大飞机》2019年第03期在对飞机的检测中，无损检测是一种非常重要的手段。
所谓无损检测，是指以不损坏目前及将来使用功能和使用可靠性的方式，对材料、制件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、化学成分分析、组织结构和力学性能变化表征，并进而就材料或制件对特定应用的适用性进行评价。
近年來，随着复合材料在商用飞机上的用量不断增加，复合材料的无损检测引起了业界的高度关注。
由于具有比强度和比刚度高、可设计性强等优点，先进复合材料正成为新一代民用飞机的主要结构材料，如波音787、空客A350等机型的复合材料设计用量已经达到或超过结构重量的50%。
从某种程度上说，复合材料用量已经成为现代商用飞机先进性的一个重要标志。
与传统的金属材料结构相比，复合材料结构是一种通过基体-增强物之间的物理结合和铺层设计，来达到预期性能的集材料和工艺于一体的新型材料结构。
因此，复合材料的无损检测不能简单沿用金属材料检测的方法，而必须根据复合材料的结构特点，采用新的无损检测技术和方法。
近年来，国内外对复合材料的无损检测主要采用了超声检测、空气耦合超声检测、激光超声检测、相控阵超声检测、红外热成像检测、激光全息（散斑）检测、声发射检测等方法。
作为行业龙头，美国波音公司在复合材料的无损检测方面积累了较为丰富的经验，其在787客机上的一些创新做法值得我们借鉴。
787在设计时采用了电子化结构，使得更多的系统处于电子监控之下，以电子监控取代过去的目视检查，并在复合结构中嵌入了先进的状态监控系统，这种结构上的优化大大减轻了运营商定期检修的负担。
787的无损检测除了通用部分外，几乎没有涉及具体位置的检测。
射线检测部分。
787无损检测的射线检测部分所涉及的检查方法与传统机型一致。
超声检测部分。
787无损检测的超声检测部分针对不同的检测要求和检测环境引入了新的检测技术。
例如，针对BMS 8-276材料的损伤检测及胶接修补检测，除了增加A扫描外，还增加了超声相控阵C扫描；针对BMS 8-276材料蒙皮与加强条的脱胶检测，引入了一种新的滚轮式探头，这种探头可以快速且高质量地完成扫查；针对BMS 8-276材料机身蒙皮、机翼或者尾部结构等大面积检测离层，波音引入了件号为MAUS V的检测系统，该检测系统为C 扫描系统，采用水作为耦合剂；针对BMS 8-276材料大面积检测离层及蒙皮与加强条脱胶，采用OMNISCAN系列仪器，搭配滚轮式超声相控阵探头，可以非常高效地完成大区域扫查；针对蜂窝结构蒙皮与芯的脱胶检测，引入了一种C扫描检测方法，这种检测方法相比传统方法具有更高的检测灵敏度；针对BMS 8-276检测离层及蒙皮与加强条脱胶的情况，波音还引入了一种超声相机检测技术，该检测技术可以采用多种显示方式，检测结果显示直观。
复合材料结构件无损检测技术分析
复合材料结构件⽆损检测技术分析复合材料结构件⽆损检测技术分析摘要：本⽂通过对复合材料结构件缺陷和损伤特点的分析，介绍可应⽤于复合材料结构缺陷包括⽬视检查法、声阻法、射线检测技术、超声检测技术、声- 超声技术、涡流检测技术、微波检测技术在内的⽆损检测技术。
并对⽆损检测技术的技术关键进⾏剖析，展望了⽆损检测技术的未来发展。
关键词：复合材料⽆损检测缺陷随着航空制造技术的不断发展，复合材料以其⾼的⽐强度、⽐刚度及良好的抗疲劳性和耐腐蚀性获得⼴泛应⽤。
由于纤维增强复合材料具有导电性差、热导率低、声衰减⾼的特点，在物理性能⽅⾯呈显著的各向异性，使得它对波传播所引起的作⽤与普通⾦属材料相⽐具有很⼤的差异，因⽽其⽆损检测技术与⾦属的检测⼤不相同，复合材料检测⽇益成为该领域的重点和难点。
在这种情况下，航空航天检测迫切需要有⼀种更有效的⼿段来提⾼复合材料构件的⽣产质量或修理⽔平。
复合材料构件的成型过程是极其复杂的，其间既有化学反应，⼜有物理变化，影响性能的因素甚多，许多⼯艺参数的微⼩差异会导致其产⽣诸多缺陷，使产品质量呈现明显的离散性，这些缺陷严重影响构件的机械性能和完整性。
由于复合材料结构制造质量的离散性，必须通过⽆损检测来鉴别产品的内部质量状况，以确保产品质量，满⾜设计和使⽤要求。
随着先进复合材料技术研究与应⽤的⾼速增长，复合材料⽆损检测技术也迅速发展起来，已成为新材料结构能否有效和扩⼤应⽤的关键。
⼀、复合材料结构件缺陷的产⽣与特点先进复合材料中的缺陷类型⼀般包括: 孔隙、夹杂、裂纹、疏松、纤维分层与断裂、纤维与基体界⾯开裂、纤维卷曲、富胶或贫胶、纤维体积百分⽐超差、铺层或纤维⽅向误差、缺层、铺层搭接过多、厚度偏离、磨损、划伤等, 其中孔隙、分层与夹杂是最主要的缺陷。
材料中的缺陷可能只是⼀种类型, 也可能是好⼏种类型的缺陷同时存在。
缺陷产⽣的原因是多种多样的, 有环境控制⽅⾯的原因, 有制造⼯艺⽅⾯的原因, 也有运输、操作以及使⽤不当的原因, 如外⼒冲击、与其他物体碰撞和刮擦等。
无损检测课件
PS/N
二项式分布原理：对试件进行检测结果只有两种可能，检出或是漏检（假设几率相同）则对 某一区间n次检测，检出数服从二项式分布。假设在检验过程中检出有缺陷的试样数为S，其 值从0到N，这样二项式分布概率函数的表示形式如下
P(s
➢ 不同材质可采用的无损检测方法
检测方法 渗透检测 磁粉检测 涡流检测 微波检测 射线检测 中子照相 光全息检测
主要材料特性 缺陷必须延伸到表面 必须是磁性材料 必须是导电材料 能透入微波 随工件厚度、密度及化学成分变化而变化 随工件厚度、密度及化学成分变化而变化 表面光学性质
综述
缺陷检出的可靠性
无损检测技术的特点
（3）无损检测技术能够对产品质量实现监控
产品在加工和成形过程中，如何保证产品质量及其可靠性是提高效率的 关键。无损检测技术能够在铸造、锻造、冲压、焊接、切削加工等每道 工序中，检查该工件是否符合要求，可避免徒劳无益的加工，从而降低 了产品成本，提高了产品质量和可靠性，实现了对产品质量的监控。
（2）无损检测技术为查找缺陷提供了一种有效方法
任何结构、部件或设备在加工和使用过程中，由于其内外部各种因素 的影响和条件变化，不可避免地会产生缺陷。操作使用人员不但要知 道其是否有缺陷，还要查找缺陷的位置、大小及其危害程度，并要对 缺陷的发展进行预测和预报，无损检测技术为此提供了一种有效方法。
综述
综述
内容：NDT、 NDI、NDE
➢无损检测 NDT (Nondestructive Testing)：仅仅是检测出缺陷 ➢无损检查 NDI（Nondestructive Inspection）：以NDT检测结果为
判定基础,对检测对象的使用可能性进行判定,含有检查 ➢无损评价 NDE (Nondestructive Evaluation)：掌握对象的负载条件、
复合材料检测和试验技术在国内的发展状况和趋势
要想获得理想的复合材料结构, 必须对材料进行科学、严格、经济地选择。为了减少材料的预选项目, 首先评定了复合材料的湿热性能。复合材料在一般湿热环境中, 由于吸湿引起的增塑作用, 使其高温力学性能下降。以国内开展的648/BF.MEA环氧树脂体系的碳纤维增强复合材料湿热试验为例,当其吸湿量达到约0.8%时，在125℃，复合材料剪切强度的保持率为69.5%。。由此可见, 湿热老化对复合材料剪切强度的影响及湿热试验对复合材料的重要性。同时, 还需要注意到材料的工艺性考核及冲击疲劳强度。为了快速有效地控制复合材料的质量,要对预浸料及层压板的性能进行一系列的测试试验, 并制订一套完整的试验标准。其测试试验目的如下：
3.在评定复合材料构件质量中的应用
对复合材料构件来说, 当确定了结构设计、工艺制造方案后, 必须对构件的制造过程实行监测, 另外, 对最终零件除进行常规检查测定外, 还要应用无损检测的方法探测其内部缺陷以评定最终产品质量。随炉试板亦称工艺检验试板。它是采用与其所代表的零件相同的材料、制造方法、工作环境条件、固化工艺并随零件同炉或罐固化的试样。通过对试样进行各项性能试验来评价零件的加工质量与设计标准的符合性。
超声检测 超声检测技术是应用声波能量的衰减来探测和判定内部缺陷。它有两种检测方法, 即穿透法和脉冲反射法。在超声检测中, 一般采用三种记录与显示方法, 目前一般用C扫描法。C扫描是在记录纸上以平面视图的方式显示缺陷的影响。超声技术一般用于探测疏松、层间夹杂、分层、紧固件孔缺陷等, 并可进行定量评定, 因此, 它的应用较广泛。
具有可设计性。所以, 复合材料结构设计不同于常规的金属结构设计, 而是一种包含了材料设计和结构设计在内的复合性的设计。复合材料制件的材料设计和结构设计是在同时交错进行, 并且在这一过程中, 要进行不同铺层方向层压板的机械性能试验。虽然复合材料结构设计比金属结构设计复杂得多, 但是, 它具有结构优化怜计的性能。因此, 可以采用大量的试验来保证结沟优化设计的实施, 从而为设计人员提供宽广的活动范围, 可以设计出结构效率更高的构件。
复合材料无损检测方法
AU 技术的基本原理为 ,采用压电换能器或激 光照射等手段在材料 (复合材料或各向同性材料) 表 面激发脉冲应力波 ,应力波在内部与材料的微结构 (包括纤维增强层合板中的纤维基体 ,各种内在的或 外部环境作用产生的缺陷和损伤区) 相互作用 ,并经 过界面的多次反射与波型转换后到达置于结构同一 或另一表面的接收传感器 (压电传感器或激光干涉 仪) ,然后对接收到的波形信号进行分析 ,提取一个 能反映材料 (结构) 力学性能 (强度和刚度) 的参量 , 称为应力波因子 。
声2超声 (Acoustic2Ultrasonic ,简称 AU) 技术又 称应力波因子 ( Stress Wave Factor , 简称 SWF) 技 术 。与通常的无损检测方法不同 ,AU 技术主要用 于检测和研究材料中分布的细微缺陷群及其对结构 力学性能 (强度或刚度) 的整体影响 ,属于材料完整 性评估技术[9 ,10 ] 。
复合材料无损检测对比试块的制作工艺及测试评价
| 工程设备与材料 | Engineering Equipment and Materials·130·2019年第14期复合材料无损检测对比试块的制作工艺及测试评价王 丹1，宁 宁1，詹绍正1，聂 琦2（1.中国飞机强度研究所，陕西 西安 710065；2.中航飞机股份有限公司，陕西 西安 710089）摘 要：复合材料以其优异的性能在航空工业领域得到广泛的应用，无损检测技术作为复合材料结构质量控制的有效手段，越来越发挥出重要的作用。
复合材料对比试块在无损检测实施过程中，对缺陷尺寸的评定起到重要作用，关系到制件质量是否合格，意义十分重大。
文章从损伤模拟等效方法设计、制作工艺过程及测试评价方法等方面对对比试块研制的全过程进行介绍，为飞机典型结构外场无损检测对比试块的制作提供指导。
关键词：复合材料；对比试块；无损检测；测试评价中图分类号：TH878 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2019）14-0130-02作者简介：王丹（1986—），女，硕士，工程师，研究方向：飞机复合材料结构原位无损检测技术。
目前民用飞机结构上四类常见的复合材料结构有层板类结构、加筋板类结构、夹芯类结构和板板二次粘接类结构。
层板类结构在服役过程中产生的损伤类型有裂纹、断裂、分层和冲击损伤等；加筋板类和板板二次粘接结构除了以上损伤类型，主要还有脱粘损伤；复合材料夹芯类结构损伤类型主要有蒙皮分层、蒙皮-芯脱粘和冲击损伤，此外蜂窝结构还包括积水损伤。
对结构产生威胁的损伤形式都发生在内部，目视表面很难发现问题，如分层、脱粘、低能冲击损伤、蜂窝积水等。
这需要根据结构、材料及损伤特性，选择合适的无损检测方法进行检测和评价[1-3]。
复合材料无损检测中使用的对比试块主要用来验证无损检测系统的可靠性和可重复性，调节检测灵敏度，验证上下表面检测分辨率和评估缺陷[4]，故对比试块的设计、制作和评价至关重要，直接影响无损检测结果的准确性。
民用航空器复合材料的无损检测技术
民用航空器复合材料的无损检测技术摘要：随着复合材料在现代飞机的广泛应用，如何对在役飞机的复合材料进行无损检测成为一个关乎飞行安全的重要问题，本文简要介绍了航空复合材料的结构类型、主要缺陷和几种适用于外场操作的无损检测方法并浅析了工作原理。
关键词：复合材料缺陷无损检测随着高强度、超高强度材料在飞机结构的应用，复合材料以其优于金属材料的多项性能而迅速发展成为航天航空工业的基本结构材料。
据悉新一代波音787干线客机的复合材料用量超过50%，中国民航飞行学院引进的SR20训练飞机机身全部采用复合材料。
随着我国大量引进基于损伤容限理念设计的飞机，对在役的复合材料构件进行无损检测是机务维修中的重要工作，也是一个难点。
由于复合材料和金属材质的缺陷有很大的差异，因此复合材料所的无损检测方法和传统的无损检测方法也有着很大的不同，本文主要介绍航空复合材料无损检测技术。
1 航空复合材料简述复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，组成新的材料。
由于各种材料在性能上互相取长补短，从而使复合材料的综合性能优于原组成材料。
复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。
飞机上的复合材料主要是指碳纤维的复合材料，航空结构中常用的复合材料主要是层板结构和夹芯结构。
2 航空复合材料的缺陷2.1 由于工艺原因而产生缺陷在复合材料的成型过程中会由于工艺原因而产生各种缺陷：夹杂、分层、脱胶、裂纹、断裂及蜂窝芯的变形、弱粘接、节点脱开、发泡胶空洞等缺陷。
2.2 使用中产生缺陷使用中由于受载荷、振动、外来物损伤等环境因素的综合作用而出现层板表面裂纹、划伤、层板分层、脱胶、断裂；夹芯结脱胶、进水、蜂窝芯压塌等。
其中分层和脱胶是复合材料的主要缺陷，也是民航外场无损检测的主要方面。
3 复合材料结构外场无损检测方法3.1 目视法目视检查法是依然是复合材料无损检测中使用最广泛、最直接的无损检测方法。
可通过放大镜、内窥镜、光源、带视频的扫描器来增强灵敏度。
复合材料无损检测
复合材料无损检测复合材料是一种由两种或两种以上的材料组合而成的新材料，它具有轻质、高强度、抗腐蚀等优点，在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到了广泛的应用。
然而，由于其结构复杂性和多层次性，一旦出现缺陷，往往会对整体性能造成严重影响，因此复合材料的无损检测显得尤为重要。
无损检测（Non-Destructive Testing，NDT）是指在不破坏被检测物理性能的前提下，利用一定的物理方法、化学方法、电磁方法、声学方法等对被检测对象进行检测、测量、判断和分析的技术手段。
对于复合材料而言，无损检测能够及时、准确地发现材料内部的缺陷，为后续的维修和使用提供重要的参考依据。
常见的复合材料无损检测技术包括超声波检测、X射线检测、红外热像检测、涡流检测等。
其中，超声波检测是应用最为广泛的一种技术。
它通过将超声波引入被测材料中，利用超声波在材料内传播的特性，来检测材料内部的缺陷，如气孔、夹杂、裂纹等。
X射线检测则主要用于检测复合材料中的异物、夹杂物以及纤维层的完整性。
红外热像检测则是利用物体自身的热辐射，通过红外热像仪对复合材料进行表面和内部的检测。
而涡流检测则主要用于检测复合材料中的金属夹层和连接部分。
在进行复合材料无损检测时，需要注意以下几点，首先，要根据具体的检测要求选择合适的检测技术和仪器；其次，要对检测对象进行充分的准备工作，包括清洁表面、消除干扰等；最后，要对检测结果进行准确的分析和判断，及时采取相应的措施。
总的来说，复合材料无损检测是保证复合材料制品质量的重要手段，它能够及时发现缺陷，保障产品的安全可靠性。
随着科技的不断发展，无损检测技术也在不断完善和创新，相信在未来的发展中，将会有更多更先进的无损检测技术应用于复合材料的检测中，为复合材料的应用提供更加可靠的保障。
无损检测 超声检测 树脂基复合材料制件对比试块规范-最新国标
无损检测超声检测树脂基复合材料制件对比试块规范1范围本文件规定了树脂基复合材料制件超声检测用对比试块的设计、制作与检验要求。
本文件适用于树脂基复合材料层合板（含R角）、板/板胶接结构、夹层结构等制件的超声检测用对比试块的设计、制作、检验以及质量控制要求。
其他复合材料无损检测方法的对比试块设计、制作与检验也可参考本文件执行。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证GB/T3365碳纤维增强塑料孔隙含量和纤维体积含量试验方法3术语和定义3.13.2板/板胶接laminate/laminate bonding以层合板（3.4）与层合板（3.4）通过胶膜（3.9）粘合而成的一种层状复合结构。
3.33.4参考反射体reference reflector参考试块中已知形状、尺寸和距检测面距离的、用于校准与评估超声检测系统灵敏度的反射体。
[来源：GB/T12604.1—2020,6.4.2,有修改]3.53.6参考回波reference echo来自规定的参考反射体（3.2）的回波。
[来源：GB/T12604.1—2020,5.4.4]3.73.8层合板laminate由两层或多层同种或不同种材料压制而成的整体板材。
[来源：GB/T3961—2009,3.5.7]3.93.10分层delamination层合复合材料（3.6）的层间分离现象。
[来源：GB/T40724—2021,5.90,有修改]3.113.12复合材料composites由粘结材料（基体）和纤维状、粒状或其他形状材料，通过物理或化学的方法复合而成的一种多相固体材料。
[来源：GB/T3961—2009,3.1.11]3.133.14夹层结构sandwich construction以面板（3.12）与芯材（3.15）组成的一种层状复合结构。
陶瓷基复合材料-无损检测
制造工艺与流程
制造工艺
主要包括粉末制备、成型、烧结等工 艺。
制造流程
原料选择与制备→混合→成型→烧结 →后处理→性能检测。
应用领域与前景
应用领域
航空航天、汽车、能源、电子等领域。
前景
随着科技的发展，陶瓷基复合材料的应用领域将不断扩大，未来有望在更多领 域得到应用。
02
无损检测技术简介
无损检测的定义与重要性
现更准确的缺陷定位和定量分析。
复杂结构陶瓷基复合材料的检测
总结词
详细描述
对于复杂结构陶瓷基复合材料，如多层结构、 夹杂物和纤维增强等，无损检测技术面临更 大的挑战。
对于复杂结构陶瓷基复合材料的无损检测， 可以采用多种检测技术相结合的方法，如超 声检测与射线检测或红外检测的组合。同时， 针对不同结构和材料特性，开发专用的检测 设备和方法，以提高检测的可靠性和准确性。
利用X射线或γ射线对材料进行穿 透，通过检测穿透后的射线强度
来检测材料内部缺陷。
超声检测
利用超声波在材料中传播的特 性，通过分析反射、折射和散 射的回波信号来检测材料内部 缺陷。
红外检测
利用红外辐射对材料进行热成 像，通过分析材料表面的温度 分布来检测内部缺陷。
电磁检测
利用电磁原理对材料进行磁化 或涡流检测，通过分析材料的 磁性或导电性能来检测内部缺
射线检测
总结词
射线检测利用X射线或γ射线穿透材料 的特性，通过分析透射或散射的射线 强度，判断材料内部是否存在缺陷。
详细描述
射线检测具有较高的检测精度和分辨 率，能够检测出微小的缺陷。然而， 射线检测需要使用放射性物质，对环 境和人体有一定影响，且设备成本较 高。
磁粉检测
复合材料制件无损检测标准
复合材料制件无损检测标准
复合材料制件无损检测标准包括以下几个方面：
1. 检测方法：根据制件的材质、形状及缺陷类型选择合适的检测方法，一般包括超声波检测、X射线检测、磁粉检测、液体渗透检测等方法。
2. 检测范围：检测范围包括制件的整体、局部或特定部位的缺陷检测，不同范围需要适用不同的检测方法。
3. 缺陷分类：根据缺陷的类型、大小、分布等特点进行分类，如裂纹、气泡、夹杂等。
4. 缺陷评价：对检测结果进行评价，评估缺陷的严重性、影响程度等，确定是否需要修复或更换制件。
5. 报告和记录：对检测结果进行报告和记录，包括制件的基本信息、检测方法和设备、检测结果和评价、建议的修复方案等内容。
以上是关于复合材料制件无损检测标准的基本内容，一般需要根据具体情况进行适当调整和加强。
基于太赫兹技术的复合材料无损检测研究综述
第 21 卷 第 11 期2023 年 11 月Vol.21，No.11Nov.，2023太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology基于太赫兹技术的复合材料无损检测研究综述金玉环1，朱凤霞2，封建欣1(1.北京远大恒通科技发展有限公司，北京100048；2.首都师范大学太赫兹光电子学教育部重点实验室，北京100048)摘要：随着高性能复合材料在航空航天和军事等高新领域的广泛应用，对其质量和性能检查的要求愈加引起重视，如何通过各种方法对复合材料进行无损检测成为近年来研究人员关注的热点和研究方向。
太赫兹波量子能量低，对大多数非极性物质透明，因此使用太赫兹技术对复合材料进行无损检测有着独特的应用优势。
本文基于太赫兹技术的特点，对太赫兹时域光谱和太赫兹成像技术的无损检测分别进行了详细的论述，并总结了目前复合材料的太赫兹无损检测技术发展趋势，最后对其发展前景进行了展望。
关键词：太赫兹技术；无损检测；太赫兹时域光谱；太赫兹成像；复合材料中图分类号：0437 文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA2022237Review of nondestructive testing of composites based on THz technologyJIN Yuhuan1，ZHU Fengxia2，FENG Jianxin1(1.Beijing Broad Hengtong Technology Development Co.，Ltd，Beijing 100048，China；2.Key Laboratory of Terahertz Optoelectronics，Ministry of Education，Capital Normal University，Beijing 100048，China)AbstractAbstract：：With the wide application of high performance composites in aerospace, military and other high-tech fields, more and more attention has been paid to the quality and performance inspectionof composites. How to conduct Nondestructive Testing(NDT) of composites by various methods hasbecome a hot research direction for researchers in recent years. Terahertz wave has low quantum energyand is transparent to most non-polar substances, so it has unique application advantages in the field ofnondestructive testing of composites. In this paper, based on the characteristics of THz technology, thenondestructive testing of Terahertz Time-Domain Spectroscopy(THz-TDS) and terahertz imagingtechnology are discussed in detail, and the current development trends of terahertz nondestructive testingtechnology for composite materials are summarized. Finally, the development prospect is outlooked.KeywordsKeywords：：terahertz technology；Nondestructive Testing；Terahertz Time-Domain Spectroscopy；terahertz imaging；composite materials相比传统材料，复合材料具有强度高、密度低、耐腐蚀等多种优点。
飞机复合材料损伤无损检测方法及其选择
ＮＤＴ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ Ｃｈ ｏ ｉ ｃ ｅ ｏ ｆ Ａｉ ｒ ｐ ｌ ａ ｎ ｅ Ｓ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ
ＨＯＵ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ － Ｌ ｉ ，Ｙ Ａ０ Ｗｕ 一 ｅ ｎ ．ＤＯ ＮＧ Ｊ ｕ ｎ
第２ ６卷 第 ４期 ２ ０ １ ３年 ７月
Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ＆Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ＆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
机 电产 品 开崖 与 新
ＶＯ１ ． ２６。 Ｎｏ． ４
０ 引 言
随着 航 空科 技 的发展 ，复 合材 料 在飞 机上 得 到 了越
来 越 广 泛 的 应 用 ，其 用 量 的 多 少 已 成 为 评 价 一 架 飞 机 先
件 和夹 芯 结构 部件 。纤 维增 强树 脂层 板 结构 部件 ，使用 中 由于受 载荷 、振 动 、湿 热 酸碱 等环 境 因素 的综 合作 用 会 导致 初 始 缺 陷 （ 如分层 、 脱胶 ） 的扩 展 和分 层 、脱 胶 、
断 裂 等 新 的 损 伤 和 破 坏 的 发 生 ；对 于 其 弹 孔 ，周 边 伴 有
进 与否 的重 要标 志 。据资 料显 示 ，目前 国外军 用 飞机 复
合 材 料 的 用 量 占飞 机 总 重 的 ２ ５ ％～ ４ ０ ％ ， 民 用 飞 机 达 １ ０ ％～ １ ５ ％ ，直 升 机 则 高 达 ６ Ｏ ％ 以上 ｍ 。 国 内 军 用 飞 机 上 也 越 来 越 多 的 使 用 了 复 合 材 料 。 由 于 承 载 、 受 力 和 环 境 等
分 层 损 伤 。 夹 芯 结 构 部 件 ，使 用 中 可
复合材料的超声检测技术
复合材料的超声检测技术复合材料无损检测主要应用于以下3个方面：材料无损检测；结构无损检测；服役无损检测。
材料无损检测主要解决材料研究中面临的问题，进行诸如材料内部缺陷表征、性能测试、缺陷基本判据的建立、无损检测物理数学模型的建立等研究，其检测对象主要是试样、试片。
结构无损检测主要解决结构在工艺制订、结构件制造过程中面临的问题，如对各种结构件进行无损检测所需的仪器设备等检测手段的建立、信号处理技术、缺陷判别、标准建立与完善等，检测的对象是各种装机应用的工程结构件。
服役无损检测主要研究装机结构件在服役过程中所需的无损检测方法、手段等，包括提供有关结构件残余寿命、剩余强度、损伤扩展等综合信息的评估，检测的对象是装机后的各种服役结构件。
大量的研究和应用表明，超声检测是目前对于复合材料最为实用有效、应用最为广泛的无损检测技术，它能可靠地检测出复合材料中的分层、疏松、孔隙等大部分危害性缺陷。
复合材料制品超声检测方法主要有一下6种。
1、超声C扫描检测技术超声探头接收到的脉冲回波具有不同的图像显示方式，常见的有A型显示、B型显示和C型显示。
A型显示是基础，其他两种显示方式均由A型显示的数据重建得到。
其中，C型显示是一种在一定深度探测的显示方式，图像上的纵、横坐标分别表示探头在被检体表面上的纵、横坐标，所以C型显示的结果是与扫描平面平行的一幅截面图像，并作为最常用的显示结果提供给最终用户。
超声C扫描是具有C型显示功能的探伤方法，在宏观缺陷检测中，常用频率为0.5～25 M H z的探头，采用脉冲反射法进行检测。
超声C扫描由于显示直观，检测速度快，已成为大型复合材料构件普遍采用的技术。
目前C扫描检测技术能够清晰地检出复合材料结构中体积分布类缺陷。
K.Lemster在研究金属基复合材料的机械性能时，使用超声C扫描对材料内部的均匀性和裂纹进行了检测。
国内魏勤等人利用超声C扫描对碳化硅颗粒增强铝基复合材料试样进行了检测，可以清晰地看出材料中的团聚和孔洞。
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2012.No16 0摘 要 复合材料以其优异的特性得到了越来越多人的重视，随着其应用范围和应用量的不断增加，人们对其质量的要求也越来越高。
在这种情况下，各种检测手段便开始被应用在了复合材料的质量检测中。
其中，无损检测技术 (简称NDT)以其不破坏材料完整性等优点而成为亮点。
本文对复合材料和无损检测进行了介绍，着重介绍了无损检测技术在复合材料检测中的应用。
关键词 复合材料 无损检测在现代高技术中,材料技术已与信息技术、能源技术并列为三大支柱技术,而高新技术对于新材料的依赖也变得越来越突出。
由于复合材料具有高的比强度和比刚度,性能可设计自由度高,抗腐蚀和抗疲劳能力高,减震性能好,可以制成所需的任意形状的产品和综合发挥各组成材料的优点等特性,复合材料已经和无机材料、金属材料和高分子材料一起成为材料领域的四个方面之一[1]。
复合材料的先进性与其质量的离散性和高成本并存,在实际应用中,即使经过研究和试验制定了合理的工艺,但在复合材料结构件的制造过程中还有可能产生缺陷,引起质量问题,甚至导致整个结构件的报废,造成重大经济损失。
因此自20世纪70年代起,国外针对复合材料的制造和应用开展了全方位的无损检测技术研究。
20世纪80年代后,许多适应复合材料特点的无损检测新技术、新方法相继诞生,为解决复合材料的无损检测、促进复合材料的推广应用发挥了重要作用[2]。
1 复合材料复合材料（Composite Materials）一词，国外20世纪50年代开始使用，国内使用大约开始于60年代，复合材料是一类成分复杂的多元多相体系，很难准确地予以定义。
比较简明的说法是，复合材料是由两种或两种以上的不同性能、不同形态的组分材料通过复合工艺组合而成的一种多相材料，它既保持了原组分材料的主要特点，又显示了原组分材料所没有的新性能。
《材料大词典》对复合材料给出了比较全面完整的定义：复合材料是由有机高分子、无机非金属、活金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料，它既能保留原组分材料的主要特色，又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
可以通过材料设计使组分的性能互相补充又彼此关联，从而获得新的优异性能，与一般材料的简单混合有本质的区别。
该定义强调了复合材料具有可设计性的重要特点。
1.1 复合材料的特性复合材料的特性主要体现在以下七个方面：（1）比强度和比刚度较高。
（2）力学性能可以设计。
（3）抗疲劳性能良好。
（4）减振性能良好。
（5）通常都能耐高温。
（6）安全性好。
(7)成型工艺简单。
1.2 复合材料中存在的问题（1）常规材料存在的力学问题，如结构在外力作用下的强度、刚度，稳定性和振动等问题，在复合材料中依然存在。
（2）复合材料中还有许多常规材料中不存在的力学问题，如层间应力（ 层间正应力和剪应力耦合会引起复杂的断裂和脱层现复合材料无损检测的介绍蹇福婷 王霜叶 张艳全（重庆市机械工业理化计量中心，重庆市 401147）象）、边界效应以及纤维脱胶、纤维断裂、基体开裂等问题。
（3）复合材料的材料设计和结构设计是同时进行的，因而在复合材料的材料设计（如材料选取和组合方式的确定）、加工工艺过程（如材料铺层、加温固化）和结构设计过程中都存在力学问题。
（4）复合材料难以分解，污染环境，且焚烧会产生有毒物质，危害人的身体健康。
这些还有待我们的进一步研究来解决，使复合材料更适合我们人类使用。
2 无损检测无损检测（Nondestructive Testing,缩写为NDT），就是研发和应用各种技术方法，以不损害被检测对象未来用途和功能的方式，为探测、定位、测量和评价缺陷，评估完整性、性能和成分，测量几何特征，而对材料和零（部）件所进行的检测。
一般来说，缺陷检测是无损检测中最重要的方面。
因此，狭义而言，无损检测是基于材料的物理性质因有缺陷而发生变化这以事实，在不改变、不损害材料和工件的状态和使用性能的前提下，测定其变化量，从而判断材料和零部件是否存在缺陷的技术。
就是说，无损检测是利用材料组织结构异常引起物理量变化的原理，反过来用物理量的变化来推断材料组织结构的异常。
它既是一门区别于设计、材料、工艺和产品的相对独立的技术，又是一门贯穿于军工和主导民用产品设计、研制、生产和使用全过程的综合性技术。
2.1 无损检测的发展过程（1）无损检测技术发展的三个阶段无损检测经历了三个发展阶段，即无损检查（Nondestructive Inspection，缩写为NDI）、无损检测（Nondestructive Testing，缩写为NDT）和无损评价（Nondestructive Evaluation，缩写为NDE）。
目前一般统称为无损检测（NDT）。
工业发达国家的无损检测技术已逐步从NDI和NDT阶段向NDE阶段过度，即用无损评价来代替无损探伤和无损检测。
在无损检测技术中，自动无损评价（ANDE）和定量无损评价（QNDE）是其两个主要组成部分。
（2） 无损检测技术的发展趋势20世纪70年代以来是无损检测技术飞速发展的时期，其特点是微机技术不断应用到无损检测领域，同时无损检测技术本身的新方法和新技术也不断出现，从而使无损检测仪器的性能得到很大的提高。
目前，无损检测诊断技术正向快速化、标准化、数字化、程序化和规范化的方向发展，其中包括高灵敏度、高可靠性、高效率的无损检测诊断仪器和无损检测诊断方法，无损检测诊断和验收标准的制定以及操作步骤的程序化、实施方法的规范化、缺陷判定和评价的标准化等。
无损检测技术在工业生产中将发挥越来越重要的作用。
复合材料、胶接结构、陶瓷材料以及记忆合金等材料的出现，为无损检测提出了新的研究课题，需研究新的无损检测一起和方法，以满足对这些材料进行无损检测的需要。
2.2 无损检测技术现代无损检测与评价技术不但要探测缺陷的有无，而且还要给出材质的定量评价，其中包括对缺陷的定量测量，如缺陷的形状、大小、位置、去向、分布和内含物等，以及对有缺陷的材料和产品的质量评价，还包括测量材料和产品的某些物理和力学性能。
如内部的参与应力、组织结构、涂层厚度等。
可以说，无损检测与评价技术的发展程度标志着一个国家（地区）的现代化工业水平。
随着现代物理学、材料科学、微电子学和计算机技术的发展，无损检测技术也随之迅猛发展起来。
各种无损检测方法的基本原理几乎涉及现代物理学的各个分支。
人们按照不同的原理和不通的探测及信息处理方式，详细地统计了已经应用和正在研究的各种无损检测方法总共达70余种。
主要包括射线检测（X射线、γ射线、高能X射线、中子射线、质子和电子射线等）、电学和电磁检测（电阻法、电位法、涡流法、录磁与漏磁、磁粉法、核磁共振、微波法、外激电子发射等）、力学和光学检测（目视法和内窥镜、荧光法、着色法、脆性涂层、光弹性覆膜法、激光全息摄影干涉法、泄露检定、应力测试等）、热力学方法（热电动势法、液晶法、红外线热图等）和化学分析方法（电解检测法、激光检测法、离子散射、俄歇电子分析等）。
现代无损检测技术还应该包括计算机数据和图像处理、图像的识别与合成以及自动化检测技术等。
3 复合材料无损检测技术应用于复合材料无损检测的NDT方法主要有超声检测法、X 射线检验法、计算机层析照相法（CT）、微波检测法、声-超声检测法声、声发射检测法等等。
(1) 超声检测法超声波是指频率≥20KHz的声波,其波长与材料内部缺陷的尺寸相匹配[5]。
超声法适合于评价复合材料的弹性模量、拉伸和剪切强度、疲劳损伤和所有缺陷状态下的力学行为。
超声检测技术,特别是超声C扫描,由于显示直观、检测速度快,已成为飞行器零件等大型复合材料构件普遍采用的检测技术。
(2) Ｘ射线检验法X射线无损探伤是检测复合材料损伤的常用方法。
目前常用的是胶片照相法,它是检查复合材料中孔隙和夹杂物等体积型缺陷的优良方法,对增强剂分布不匀也有一定的检出能力,因此是一种不可缺少的检测手段。
该方法检测分层缺陷很困难,裂纹一般只有当其平面与射线束大致平行时方能检出,所以该法通常只能检测与试样表面垂直的裂纹,可与超声反射法互补。
随着计算机技术的飞速发展,X射线实时成像检测技术应运而生,开始应用于结构的无损探伤。
图像的质量可以与X射线照相底片相媲美。
X射线实时成像无论在检测效率、经济性、表现力、远程传送和方便实用等方面都比照相底片更胜一筹。
(3) 计算机层析照相检测法计算机层析照相(CT)应用于复合材料研究已有十多年历史。
CT主要用于①检测非微观缺陷(裂纹、夹杂物、气孔和分层等)。
②测量密度分布(材料均匀性、复合材料微气孔含量)。
③精确测量内部结构尺寸(如发动机叶片壁厚)。
④检测装配结构和多余物。
⑤三维成像与CAD/CAM等制造技术结合而形成的所谓反馈工程(RE)。
(4) 微波检测法微波无损检测技术始于20世纪60年代,作为一种新的检测技术正日益受到重视。
微波是一种高频电磁波,其特点是波长短(1～1000mm)、频率高(300MHz～300GHz)、频带宽。
微波无损检测的基本原理是综合利用微波与物质的相互作用,一方面微波在不连续界面产生反射、散射和透射,另一方面微波还能与被检材料产生相互作用,此时微波均会受到材料中的电磁参数和几何参数的影响。
通过测量微波信号基本参数的改变即可达到检测材料内部缺陷的目的。
微波在复合材料中的穿透力强、衰减小,因此适于复合材料无损检测。
它可以克服一般检测方法的不足,如超声波在复合材料中衰减大,难以穿透,较难检验其内部缺陷；Ｘ射线法对平面型缺陷的射线能量变化小,底片对比度低,因此检测困难。
微波对复合材料制品中难以避免的气孔、疏孔、树脂开裂、分层和脱粘等缺陷有较好的敏感性。
(5) 声-超声检测法声超声(Acoustic-Ultrasonic,简称AU)技术又称应力波因子(Stress Wave Factor,简称SWF)技术。
与通常的无损检测方法不同,AU技术主要用于检测和研究材料中分布的细微缺陷及其对结构力学性能(强度或刚度)的整体影响,属于材料完整性评估技术。
AU技术的基本原理为,采用压电换能器或激光照射等手段在材料(复合材料或各向同性材料)表面激发脉冲应力波,应力波在内部与材料的微结构(包括纤维增强层合板中的纤维基体,各种内在的或外部环境作用产生的缺陷和损伤区)相互作用,并经过界面的多次反射与波型转换后到达置于结构同一或另一表面的接收传感器(压电传感器或激光干涉仪),然后对接收到的波形信号进行分析,提取一个能反映材料(结构)力学性能(强度和刚度)的参量,称为应力波因子。
(6) 声发射检测法声发射(AE)又称应力波发射,是指物体在受力作用下产生变形、断裂或内部应力超过屈服强度而进入不可逆的塑性变形,以瞬态弹性波形式释放应变能的现象。
声发射检测已应用于航空、航天、石油、化工、铁路、汽车、建筑和电力等许多领域,是一种重要的无损检测技术,它与常规无损检测技术相比有两个基本特点,其一是对动态缺陷敏感,在缺陷萌生和扩展过程中能实时发现;其二是声发射波来自缺陷本身而非外部,可以得到有关缺陷的丰富信息,检测灵敏度与分辨力高。