碳纤维复合材料无损检测发展前景分析

  碳纤维复合材料是由两种以及两种以上的不同元素不同形态和不同性质的物质来进行复合组成的新型组合材料。所添加的每一种物质都力求在性质和功能上可以相互补充和弥补还可以增强原本物质的功能以及效应,以求能达到一加一大于二的功能效果,使得碳纤维复合材料的总的功能性质比一般组成的物质优越最后能够满足每一种场合的功能性要求。

  碳纤维复合材料在军事领域上的应用最为重要,它主要被用于军事领域里面的导弹发动机的壳体、民兵系列发动机的喷管扩张段等更进一步会在国外先进战略。战术固体火箭发动机等方面有较多的应用究其原因是它具有很高的的比强度比模量。这些才仅仅是它许多功能中的一小部分,它在许多民用领域里面也有很多应用比如说飞机外壳结构的组成、动车结构的刹车体系、汽车复合材料的结构组件,汽车某些部件的高性能碳纤维轴承以及一些功能性渔杆、滑雪板球拍等。

  随之由着科学家们对碳纤维这种材料的研究,它的生产成本也逐年下降而且许多民用组织对相应生产规模进一步扩大碳纤维的应用价值也在迅速的扩展,同时随着应用领域的增大对其质量和性能的要求也在提高着。

  所谓无损检测,就是在不破坏被检测物质原来的形状和大小、不改变被检测物质的性质和功能的基础上对物质的结构和功能进行检测并能够保证被检测物质的可靠性和安全性的检测技术。该技术是利用声光热、电磁等对物质内部结构、存在的缺陷、造成的损伤和物质的质量等进行检测并达到对物质的判断和评价。

  从国内外已发表的文献来看,残余应力的检测方法根据是否对被测试件造成损坏,可分为有损的机械方法和无损的物理方法两大类,对于特定的实际工程问题要选取适当的检测技术。与有损检测技术相比,无损检测技术具有检测精度高、灵敏度高、更适于工程应用等突出优点,尤其对于碳纤维增强树脂基复合材料中应力的检测工作更具有深远前景。

  对于碳纤维复合材料中残余应力的有损检测方法,一方面破坏增强纤维后会引起材料不同复合相间应力的重新分配,增加了应力计算的复杂程度;另一方面材料受到不可逆的破坏以后失去了承载能力,从经济和在线健康监测角度来看存在很大的劣势。而无损检测方法对材料产生的损伤可以忽略不计,不会影响结构件继续使用,并在在线监测角度方面存在广阔的发展前景。