中國粉體網訊 先進陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、密度小等優良性能,在燃氣輪機、汽車、內燃機、熱交換器等各種工作機械或精密工具中制成各種零部件以取代傳統材料,應用前景十分廣闊。
但是先進陶瓷的斷裂韌性一般很低,是典型的脆性材料,即使是微小的缺陷,也容易在該處造成應力集中而破壞,在外表面的缺陷尤其如此。所以先進陶瓷的無損檢測技術就顯得尤為重要,先進陶瓷的無損檢測技術包括液體滲透與圖像處理復合技術、超聲檢測、微焦點X射線檢測、激光超聲檢測、紅外熱成像檢測、聲發射檢測、工業CT技術等。我們就目前使用范圍較為廣泛或值得推廣應用的一些技術進行概述。
所謂無損檢測技術,是指在不破壞被檢測物原有物理狀態、化學性質的前提下,運用某種方法判斷被檢測物是否合乎檢測標準的一種技術。陶瓷材料無損檢測的具體目標是檢出對性能不利的裂紋、氣孔、結塊、夾雜等缺陷。它的難度在于需要檢測的缺陷極其微小,一般比金屬或復合材料小1~2個數量級。
超聲檢測技術
陶瓷材料檢測中應用范圍最廣的無損檢測技術,不論是在缺陷檢測方面還是判別材質化學特性方面均具有良好的效果。
原理:利用超聲波在彈性介質中傳播,在界面產生反射、折射等特性來探測材料內部或表面/亞表面缺陷。依據散射理論中相關論據,在陶瓷材料檢測中應用超聲檢測技術極有可能會檢出尺寸為波長1.8%的缺陷。
X射線層析成像檢測技術
也是陶瓷材料檢測中應用比較廣泛的無損檢測技術。
原理:利用X射線透過數據對物體外部獲取的某種物理量的測試值,去重建物體內某一特定斷面上的某種物理量的無重疊二維圖像,用依次相繼獲取的一系列斷面圖可構成三維內部立體圖像。
優點:①空間分辨率和密度分辨率較高,一般情況下低至0.5%;②檢測對象不僅包含陶瓷材料,還可對空氣及金屬材料予以檢測,檢測范圍大;③物理特性和成像性能高;④不受陶瓷材料物理形態和結構的約束。
缺點:雖然其優勢明顯,但是也存在一些局限性,諸如該種方法檢測效率低且成本高昂,因此如若是大型陶瓷材料,則不應用該種方法。
紅外熱成像檢測技術
原理:在紅外無損檢測中,當物體受到熱激發時,熱量將在其內部進行傳遞。當物體內部存在缺陷時,就會改變物體表面的熱傳導特性,熱傳導特性的改變將會導致熱分布發生變化,從而使物體表面的溫度發生差異。用紅外熱像儀檢測出物體表面的這種溫度差異,即可判斷被測試樣中是否存在缺陷以及缺陷存在的情況。
優點:①靈敏度高,速度快;②檢測儀器結構較簡單;③使用安全,信號處理速度高,可建立自動檢測系統;④受工件表面光潔度影響小;⑤檢測用途廣泛。
缺點:①受產品表面及背景輻射的影響;②靈敏度受缺陷大小和深度的影響;③不能非常精確地測定缺陷的大小、形狀和位置;④溫度記錄曲線的解釋困難,并且需要有專業操作人員。