碳纤维复合材料水浸超声检测——超声断层切片技术

一般包括分层、脱粘、裂纹、吻接、气孔、夹杂、孔隙、侵蚀、芯材铰接缺陷、纤维和铺层错位、树脂过多、纤维过多、纤维波纹状起皱、纤维体积比超差、缺层、冲击损伤、芯材脱粘、芯材破碎、基体开裂、纤维断裂、疏松、磨损、老化、划伤等。其中、孔隙、分层与夹杂是复合材料中最常见且最典型的缺陷。材料中可能只是一种类型的缺陷，也可能是好几种类型的缺陷同时存在。

图片来源：北京采声

超声检测可以检测出复合材料中的分层、疏松、孔隙等大部分危害性缺陷，目前对于复合材料的无损检测来说，超声检测技术是应用最广的、最为实用有效的无损检测技术。

其中，超声成像检测《水浸超声扫描显微镜》它能可靠地检测出复合材料中的分层、脱粘、孔隙等大部分危害性缺陷。基于超声反射回波原理，可以检测到复合材料内部细微缺陷信息。此外，采用超声扫描成像技术还可以得到复合材料结构内部不同深度、不同截面位置的 C 扫描（C-Scan）、B 扫描（B-Scan）检测图像。

水浸超声扫描显微镜（英文：Scanning Acoustic Microscope）

目前，在超声无损检测中重要存在三种检测方式，即A扫描、B扫描、C扫描（结合上图理解）。

A扫描是将接收到的超声信号处理成波形图像，根据波形的形状可以看出被测物体里面是否有异常和缺陷在哪里；

B 扫描所显示的是与声束传播方向平行且与样品的测量表面垂直的截面上的回波信息，即显示的是工件的某一纵断面的声像；

C 扫描显示仪器示波屏代 表被检工件的投影面，这种显示能绘出缺陷的水平投影位置。

这三种扫描方式在无损检测中的运用也代表着超声波扫描成像设备的日益先进。

随着工业发展的需要，国内已经有很多的研究人员在从事超声检测成像系统新技术的研究开发工作，众多的研发单位和生产企业，如北京采声科技有限公司《复合材料——超声断层切片技术》

超声断层切片技术——CT切片扫描

可实现断层成像与三维重构，空间分辨率高，能精准定位内部缺陷分层 / 孔隙，支持定量分析缺陷尺寸与分布，简单来说，将具有一定厚度的碳纤维（玻璃纤维）等板材进行逐层切片扫描，最多可切分46层，每层缺陷呈现不同状态，完美的诠释了我国超声扫描显微镜检测复合材料的水平，对科研单位及高校研究复合材料提供了很大的帮助。

• 缺陷类型识别：碳纤维复合材料受限材料本身和生产工艺复杂性，内部易出现分层、孔隙、裂纹、纤维断裂等缺陷，该技术特点通过超声波穿透材料表面直至内部可以识别不同类型缺陷。

• 实现无损检测：检测过程在不破坏材料的结果和性能，可用于生产过程中的质量筛查。

• 缺陷数据统计：能够提供缺陷的位置、大小、形状等信息。为材料工艺性能、失效原因提供数据支撑。

• 适配复合材料特性：碳纤维复合材料具有各向异性、声阻抗差异大等特点，水浸模式可优化超声波耦合效果，避免检测盲区。