第2卷　第1期太原师范学院学报(自然科学版)　2003年3月　　JOURNALOFTAIYUANTEACHERSCOLLEGE(NaturalScienceEdition)

　　Mar.2003Vol.2No.1

复合材料多界面脱粘超声检测技术

王召巴　金　永

(华北工学院现代无损检测研究中心,山西太原030051)

　　〔摘要〕　本文分析了各种复合材料多界面脱粘检测技术的优缺点,如X射线照相、X射线

超声脉冲回波技术、超声穿透技术和超声谐振技术等.提出了能够检测金属基复合材料多界面CT、

脱粘的“板波诱发波超声检测技术”的原理,并在实际试件上进行了研究,给出了第一界面、第二界面、第三界面的脱粘检测结果和两个界面的脱粘检测C扫描图像.

〔关键词〕　复合材料;脱粘;超声检测

〔文章编号〕　1672-2027(2003)01-0045-03　〔中图分类号〕　TB551　〔文献标识码〕　A

0　引言

金属基复合材料是航空航天领域常用的材料,图1是该种材料的结构示意图.在金属(钢)基体的下表面粘接了三层非金属材料,工艺要求各粘接材料之间不允许出现脱粘,否则将严重影响材料的整体性能,造成飞行事故.国际国内航空航天行业对这类材料的无损检测非常重

视,投入大批的人力物力进行这方面的研究.通常检测金属基复合

材料多界面脱粘的方法有超声检测、X射线检测及X射线CT检

测等.常用的超声脉冲检测方法仅用于第一界面(钢与第一层非金

属界面)的脱粘检测,对于更深界面的脱粘检测如第二界面、第三

界面等则无能为力[1].利用超声检测信号中的包络、透声窗等特性图1　金属基复合材料的结构

　Fig.1　Theadhesivestateofthe参数能够对多界面脱粘实施有效的检测,但脱粘面积检测分辨率　compositewiththesteelbase较大[2].X射线检测和CT检测方法对于剥离厚度小于0.1mm的

脱粘检测比较困难[3].本文提出了能够检测这类材料多界面

脱粘的“板波诱发波超声检测技术”的原理,对金属基复合

材料内钢/一层非金属/二层非金属/三层非金属三个界面的

试件进行了实际检测,给出了脱粘检测结果.[4]

1　板波诱发波超声检测技术

板波诱发波超声检测技术是我们研究的一种新的超声

检测技术,采用一收一发两个探头在金属(钢)基体的外侧检

测内部多界面脱粘,如图2所示.发射探头通过耦合介质从

　.2　图2　板波诱发波超声检测原理Principleoftheultrasonicwave钢质基体外表面向钢内部发射脉冲声波,使其进入钢内部之Fig

　inducedbylambwave后转化为钢中特定模式的板波(下称板波Ⅰ),该板波的一个

重要特征是,它的能流密度高度集中在钢板上下表面,且板波模式对钢板厚度变化不敏感.此时,当钢/第一层非金属界面(第一界面)处于粘合状态时,可以证明,它将在第一层非金属中诱发出传播方向确定的强脉冲纵波,该诱发波在向下传播的过程中,依次被粘合的第一层非金属/第二层非金属、第二层非金属/第三层非 收稿日期:2002-12-26

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