射线检测在复合材料无损检测中的应用

射线检测在复合材料无损检测中的应用【摘要】随着新型复合材料的迅速开发和应用，其制造过程监测、产品缺陷检测及质量评价等已成为不可缺少的环节。射线检测技术在复合材料无损评价中占有极其重要的地位。本文就主要探讨了射线检测法在复合材料无损检测中的应用，以供参考。【关键词】射线检测，复合材料，无损检测中图分类号：TU761.1+4文献标识码：A文章编号：前言随着近代高新技术的发展，对材料性能要求的日益提高，单质材料很难满足性能的综合要求和高指标要求。因此复合材料凭借其优良的性能得到了广泛的开发和利用，成为了很多行业的优选关键材料。为了保证工程的质量必须要保证使用的复合材料的质量，这给复合材料的无损检验提出了更多更高的要求，如何提高无损检验技术也就成为了复合材料能否更多的被广泛应用的关键，从目前的情况来看，复合材料的无损检测技术有很多种，其中，射线检测是比较重要的一种，射线检测在工业产品的结构测量、缺陷监测和损伤评价等方面都得到了比较广泛的应用，在现代复合材料的无损检测中发挥着重要的作用，占据着重要的地位。射线检测法在复合材料无损检测中的应用X射线照相检测法这种检测方法已经广泛的应用于工业检测领域，与现在的检测技术来说，是应用比较早的检测技术，是最传统的无损检测方法之一，其基本原理在于，通过射线来穿过不同的材料，因为材料的性质不同，射线在经过材料时的衰减量也是不一样的，从而射线的透射强度也是变化的，在胶片上就会呈现出明暗变化不同的影像，通过观察这些影像得到检测结果。针对X射线照相检测法可以检测到的材料的缺陷问题，倾向性的观点是可以发现夹杂物、气孔，而不能发现垂直于射线方向分布的脱粘和裂纹。X射线照相检测法的优点是成本低，易操作；其局限性为效率低，缺陷(裂纹)的方位是决定性的，要求与射线平行。2、X射线实时成像检测法随着生产规模的扩大和对复合材料质量的更高要求，早期的检测方法已经不再适用于材料的无损检测，它的可靠性和效率都已经不再适用新的要求，X射线实时成像检测法就是比传统检测方法更进一步的无损检测法，它的基本原理是利用X射线的特性，即穿透物体的时候，会因为物体的吸收及散射的原因产生衰减，从而在荧光屏上通过特殊的图像增强器会形成与物体内部想对应的图像，然后在通过摄像设备把图像转化成视频信号，然后输出，通过计算机的数字图像处理技术，对输出的视频信号进行分析，从而得到结果。这种检测法的优点就在于对材料的缺陷可以进行在线检测，检测结果自动生成，检测效率较高。其缺点在于，通过这种检测方法得到的图像样品是层叠的影像，不利于观看和分析，缺陷的影像也是累积的，而不是三维的空间影像信息。现在已经发展的主要成像系统有：数字实时成像系统、荧光屏成像系统、图像增强器成像系统等。射线计算机断层扫描检测法此种检测方法是起源于前面提到的第一种方法，与第一种方法的不同之处在于，它的区别在于采用的是圆锥状射线，检测原理在于通过准直设备将圆锥状射线变成面状或线状扫描束，从而对射线穿过的物体的某一个断面扫射，得到一个断面的图像，通过分析每一层断面的图像就可以得到详细的检测结果，达到检测目的。4、X射线断层形貌成像检测法X射线断层形貌成像检测法的基本原理是利用样品散射的空间探测来描述材料的内部特征，从而通过分析，得到检测结果。这种检测法是X射线散射和图像成像的优点进行了结合的检测法，可以对材料机械性能的关系、晶体的界面面貌组织，尺寸进行研究，并且可以对微观的细小的损失进行分析。它具体的可以分为大、小角度X射线散射方法，大角度的X射线散射是无能量转变的弹性散射，对结构比较小的分子和原子结构能够快速反应。而小角度的X射线散射则是传统的一种对胶体、生物和聚合物进行研究的工具，也可检测纤维转向。5、X射线康普顿散射成像检测法康普顿散射成像检测技术采用散射线成像，射线源与检测器位于物体的同一侧，其技术上的显著特点是单侧几何布置。具有层析功能，一次可以得到多个截面的图像，也可得到三维图像。在理论上图像的对比度可达到100。其局限性为，由于康普顿散射成像检测技术采用散射线成像，因此它主要适于低原子序数物质且位于近表面区厚度较小范围内的缺陷检测，通常它适宜检验的物体表层厚度区是：钢约为3ram，铝约为25ram，塑料和复合材料约为50ram。在应用时必须考虑基体材料和缺陷对射线的散射差别、检验要求的分辨力和成像时间。6、中子射线照相检测法中子照相检测法的基本原理是，通过准直器将中子源发射出的中子束射到被检验的物体上，因为不同的物体对中子的衰减系数是不同的，所以检测器记录到的已经投射形成的中子束分布图像就是不均匀的，通过分析这些图像，就可以对物体内部的杂质和缺陷有清晰的了解，与以前的R或X射线不同的是，中子射线照相检测法还可以对放射性的物质进行检测，并且可以对金属中的一些低原子序数物质进行检验，对同一元素的不相同的同位素也可以进行区分，这种检测法的缺点在于，中子源的价格昂贵，所以检测耗费就比较贵，中子的安全防护也是必须要特别注意的问题。三结束语综上所述，目前已有多种射线检测技术应用到复合材料无损检测中，获得了较好的结果，对复合材料制备过程的质量控制及其产品的质量评价等起到了至关重要的作用。提高了复合材料的使用可靠性，同时也为复合材料结构设计提供了更多的选择机会。随着复合材料设计水平的不断提高和新制备方法的应用，将会有越来越多性能优良的复合材料被开发利用。参考文献：1徐丽张幸红韩杰才航空航天复合材料无损检测研究现状(被引用8次)期刊论文材料导报2005年8期2苏新彦韩焱微波在无损检测技术中应用会议论文-2005年全国射线检测技术及加速器检测设备和应用技术交流会3吴斌斌邬冠华铝基复合材料无损检测研究进展期刊论文无损探伤