李小兵，張 偉（陜西西宇無損檢測有限公司，陜西 咸陽 712100）

射線檢測在復合材料無損檢測中的應用

李小兵，張 偉
（陜西西宇無損檢測有限公司，陜西 咸陽 712100）

本文簡單介紹現(xiàn)階段射線檢測在復合材料無損檢測中的應用以及常見的幾種檢測方式，根據(jù)這些分析預測未來射線檢測在復合材料中的發(fā)展趨勢，希望能夠為未來射線檢測技術(shù)的發(fā)展提供方向參考。

射線檢測；復合材料；無損檢測

1　前言

近年來隨著我國材料技術(shù)的發(fā)展，許多行業(yè)對于現(xiàn)有材料的各種性能的要求日益提高。普通的單質(zhì)材料在某些性能上已經(jīng)不能很好的滿足某些行業(yè)的要求，國家正在大力開發(fā)研制新型的復合材料。與此同時對于復合材料的質(zhì)量檢測技術(shù)也得到巨大發(fā)展，其中最主要的檢測內(nèi)容就是復合材料的無損檢測。半個世紀以來，我國已經(jīng)逐漸形成了依靠射線來檢測材料無損情況的格局，現(xiàn)階段隨著計算機技術(shù)以及其他技術(shù)的提高，射線檢測技術(shù)也逐漸升級，獲得了更廣泛的使用?，F(xiàn)階段加強對射線檢測技術(shù)的研究，對于提高對復合材料無損檢測的水平，更好的發(fā)揮射線檢測技術(shù)具有重要意義。

2　射線檢測在復合材料無損檢測中的應用

2.1X射線照相檢測法

X射線照相檢測法是使用最早也是使用最普遍的一種無損檢測法。由于射線在穿過不同的物質(zhì)的時候會出現(xiàn)不同程度的衰減，這就會導致穿過物質(zhì)的射線強度有差異，從而使感光膠片產(chǎn)生明暗錯落的顯影差異。如何通過對比膠片上的明暗影像分析物體的缺陷以及位置，不同的學者對X射線照相檢測法的應用效果的分析方法也有不同的認識，有的認為可以檢測氣孔，有的認為可以檢測裂紋等等。X射線照相檢測法成本比較低，一張X射線照片就可以進行分析，但是這種方法的效率比較低，檢測效果不是很全面。

2.2X射線實時成像檢測

隨著檢測環(huán)境和檢測對象的變化，實時在線的自動化檢測逐漸成為對復合材料無損檢測的重要要求。當X射線穿過物質(zhì)的時候會被物質(zhì)吸收，同時會在物質(zhì)內(nèi)部出現(xiàn)散射，降低射線的強度，造成衰減。利用圖像增強技術(shù)使射線透射物體后的圖像質(zhì)量提高，同時將這種圖像信息轉(zhuǎn)換為視頻信息，在彩色顯示器上呈現(xiàn)，這樣就可以實現(xiàn)對物體內(nèi)部缺陷的在線實時分析，了解物體的內(nèi)部缺陷及其分布情況，而且能夠利用圖像處理分析技術(shù)實現(xiàn)對缺陷的自動識別檢測分析。但是由于物體上呈三維立體存在的，射線透射的時候會穿過多層物質(zhì)，最終呈現(xiàn)的影像實際上是整個物體的累積缺陷影響，會對最終的分析結(jié)果產(chǎn)生影響。

2.3射線計算機斷層掃描法

射線計算機斷層掃描法實際上是X射線照相技術(shù)的升級版本。這種檢測方法使用的是線狀或面狀的射線掃描束，用這種掃描束透射被檢測物體的斷面，得到這一斷面完整的掃描圖像。這樣可以有針對性的對某一特殊斷面進行掃描分析，獲取這一斷面上的信息，同時通過對不同斷面的綜合對比分析來實現(xiàn)對物體的缺陷檢測。射線計算機斷層掃描法也成為工業(yè)CT技術(shù)，這種技術(shù)自上世紀80年代開始逐漸成為無損檢測行業(yè)的普遍實用技術(shù)。這種檢測技術(shù)的檢測結(jié)果具有很高的分辨率，而且能夠呈現(xiàn)三維圖像，檢測結(jié)果易于分析存儲。但是成本比較高，比較適用于技術(shù)要求比較高的復合材料。

2.4X射線斷層形貌成像法

射線透過物體會有散射現(xiàn)象，通過分析X射線在透射物體時形成的散射空間，來描述在某一個斷層所呈現(xiàn)的形貌圖像，從而對物體內(nèi)部的微觀缺陷進行分析評測。X射線斷層形貌成像法根據(jù)散射角度的不同可分大角度X射線散射和小角度X射線散射，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同規(guī)格，不同類型物體的無損檢測。

2.5X射線康普頓散射成像法

康普頓散射成像也是利用散射線成像。通過向檢測物體透射X射線，然后在同側(cè)安裝檢測器接收散射射線的方式得到散射線圖像。從而實現(xiàn)對物體多截面的層析檢測，而且可以獲得物體的三維檢測圖像。但是由于這種檢測的成像方法屬于散射線成像，比較適用于物體厚度比較小的缺陷檢測，比如說對于復合材料，要求厚度在5CM左右。而且這種檢測的成像和分析時間比較長要考慮到時間成本。

2.6中子照相法

中子照相法與X射線照相法類似，只不過使用的是中子束照射工件。由于不同的物質(zhì)的中子衰減系數(shù)不一樣，投射后的中子束就會呈現(xiàn)不同的圖像，這樣就可以利用這個圖像來分析被檢測工件的缺陷。射線照相檢測比普通的X射線照相檢測更加高端精準，能夠?qū)崿F(xiàn)對同位素是區(qū)分，而且可以檢測放射性物質(zhì)，但是這種中子束檢測成本比較高，只能適用于要求比較高的物質(zhì)材料。

3　射線檢測在復合材料中的發(fā)展趨勢

由上文可知目前在射線檢測領域已經(jīng)取得了很大的技術(shù)進步，形成了比較完善的射線檢測技術(shù)體系，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同材料的無損檢測，滿足不同的技術(shù)要求。從而很好的實現(xiàn)了對符合材料質(zhì)量的控制和評價，保證了復合材料的產(chǎn)品質(zhì)量，提高了復合材料的可靠性和結(jié)構(gòu)設計的可能性。

現(xiàn)階段隨著經(jīng)濟社會發(fā)展的速度逐漸加快，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，各行各業(yè)對于新材料的需求也越來越大，要求越來越嚴格。而且隨著科學技術(shù)的不斷提高，未來肯定會有更多品種更高品質(zhì)的復合材料的出現(xiàn)。相應的就需要更高水平的無損檢測技術(shù)來實現(xiàn)對新型復合材料的檢測。未來對于射線檢測技術(shù)的相關要求主要有以下幾點，同樣這也是未來無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢：

未來各行業(yè)對于復合材料的性能要求肯定會越來越全面，這也就要求未來的檢測內(nèi)容越來越全面。通過不同檢測技術(shù)的組合，來實現(xiàn)對檢測材料各種性能的綜合性檢測，正確評價被檢測材料。

使用不同類型的射線源對復合材料進行檢測，復合材料的復雜性會對檢測技術(shù)提出更高的要求，為了滿足更高的檢測要求，有時候需要根據(jù)材料特性選擇不同的射線，從而實現(xiàn)更好的檢測效果。

不斷改進檢測技術(shù)，完善檢測設備。對于成像儀器要不斷提高成像效果，對于射線束要不斷精確射線強度。

4　結(jié)語

射線檢測在復合材料的無損檢測中已經(jīng)取得了很大的成就，許多檢測技術(shù)已經(jīng)成為日常生產(chǎn)必用的質(zhì)量控制手段。未來復合材料行業(yè)必將取得更大的發(fā)展，射線的檢測技術(shù)也要不斷提升。新形勢下，射線檢測技術(shù)人員要不斷加強對檢測技術(shù)的研究，提高檢測水平，更好的保障復合材料的質(zhì)量。

［1］李灼華.射線檢測在復合材料無損檢測中的應用［J］.科技傳播，2014（03）：179-179，175.

［2］郝美麗.射線檢測在復合材料無損檢測中的應用論述［J］.科技經(jīng)濟市場，2015，（11）：125.

［3］李俊杰.復合材料X射線數(shù)字成像檢測技術(shù)研究［D］.中北大學，2008.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.236