欢迎访问北京新兴日祥科技发展有限公司网站

当前位置:主页 > 技术文章 > Focus PX 应用案例丨碳纤维复合材料检测

技术文章

Technical articles

Focus PX 应用案例丨碳纤维复合材料检测

时间:2022-05-05 点击次数:358

碳纤维复合材料:是先进复合材料中重要的增强材料,比铝还要轻,比钢还要硬,密度是铁的1/4,强度是铁的10倍。碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、抗化学腐蚀、耐辐射、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能。此外,还具有纤维的柔曲性和可编性。碳纤维既可用作结构材料承载负荷,又可作为功能材料发挥作用。


碳纤维应用背景与检测

碳纤维复合材料被广泛的应用用于国防工业领域,是飞机、无人机、箱体、火箭、卫星、舰船等先进装备*的战略性材料。在风力发电、体育休闲、交通运输、汽车工业、能源、化工、建筑等民用领域也有着广泛的应用。


虽然,碳纤维复合材料作为一种新兴材料已经得到广泛的应用,但是在生产过程中,由于工艺不稳定,空隙、夹杂等缺陷无法*避免,它的横向承载与抗剪能力较低,在冲击或疲劳等载荷的作用下极易发生损伤直至破坏。

研究表明,试样厚度不同时碳纤维复合材料的力学性能会发生明显的变化。因此,为了保证碳纤维复合材料的抗拉强度和弹性模量,需要对碳纤维复合材料的厚度进行严格控制。碳纤维复合材料在制造过程中产生的典型缺陷主要包括空隙、分层、脱粘和表面损伤; 在使用过程中产生的典型损伤主要有刀痕或划伤、腐蚀坑、分层、脱粘、圆孔变形和有分层产生的下陷等。

本次,通过利用奥林巴斯超声相控阵探伤技术(奥林巴斯探伤仪)并结合 Olympus 的复合材料检测专用轮式探头,对碳纤维复合材料检测分析来验证相应的测试结果。


检测实验对象


材质:碳纤维复合材料(CFRP)

尺寸:宽度102mm,厚度 5mm,长度不定

表面状态:表面有塑料薄膜覆盖,部分位置可见塑料薄膜气泡


检测设备配置


主机:Omniscan 系列 奥林巴斯探伤仪(便携式)或 Focus PX(台式)

探头:复合材料检测专用超声相控阵轮式探头 RollerForm

耦合方式:水耦合

应用案例丨碳纤维复合材料检测


检测结果分析


1.1 较长的 1 号复合材料试块检测结果


由上图可见,C 扫描图像中无明显缺陷信号,只有个别深蓝色点状信号,在 B 扫描图中可以看到这些蓝色点状信号为非常微小的点状缺陷,这样的信号一般不认为是缺陷信号。而只有信号幅度非常高(通常为红色信号),且面积较大时才认为是缺陷信号。


因而 1 号试块无明显缺陷,为完好试块,且该试块的表面塑料薄膜完好,未见明显气泡。


1.2 较长的 2 号复合材料试块检测结果


由下图可见,较长的 2 号复合材料试块同样没有明显缺陷信号,底面回波清晰可见。


1.3 较短的 3 号复合材料试块检测结果


右下图可见,较短的 3 号试块可见明显的缺陷,而且在 C 扫描图像上布满了这样的缺陷,因而可判断该试块在制作过程中存在问题,为不合格工件。


1.4 较短的 4 号复合材料试块检测结果


较短的 4 号试块可见明显的缺陷,如下图所示。而且在 C 扫描图像上布满了这样的缺陷,因而可判断该试块在制作过程中存在问题,为不合格工件。


下图为去掉塑料薄膜之后的检测结果,对比上面的检测结果可见,表面信号明显增强了,而一些由于薄膜气泡造成的伪缺陷信号消失了,因而在薄膜出现气泡的情况下,去掉薄膜以后再检测,可以消除由于薄膜气泡造成的影响。


检测结果总结


检测实验可见,较长的 1 号和 2 号试块的情况较好,未见明显的缺陷信号。而较短的 3号 和 4 号试块则存在较多的内部分层缺陷,使用超声相控阵探伤技术(奥林巴斯探伤仪)结合 Olympus 的复合材料检测专用轮式探头,可以有效地检测该工件,可明显区分缺陷信号,检测结果比较理想。

版权所有 © 2019 北京新兴日祥科技发展有限公司 备案号:京ICP备11004065号-4 技术支持:化工仪器网 管理登陆 GoogleSitemap

在线客服 联系方式 二维码

服务热线

13709260123

扫一扫,关注我们