《复合材料行业》碳纤维板&碳纤维复合缠绕气瓶——水浸超声C扫描检测

随着现代工业与高端航空制造业要求的提升，普通金属已经无法满足材料制造的要求，具备高轻度、轻质量的复合材料取而代之，碳纤维氢气瓶材料的防腐性能与早期金属气瓶相比安全性大大提升；飞行器复合材料使用中也从最初的平尾、垂尾等，逐步扩展到机翼、机身，不仅可以减轻机身重量，还可以减少油耗，节约资源。复合材料的应用价值对我国乃至世界各国具备非凡意义。在纤维复合材料质量上，我国要求是非常严苛，因为碳纤维复合材料的使用场景非常特殊。上到航空航天事业，下到储能事业，工业化材料安全检测问题是首要考虑的重大问题。

工业无损检测设备——超声扫描显微镜SAM

尽管复合材料优点多多，但是在制备或使用过程中不可避免会出现内部质量问题。容易产生孔隙、夹杂、纤维错位、分层、脱粘等缺陷。其中最常见的就是孔隙缺陷。这是根据研究技术人员在一批热压罐工艺制成的碳纤维材料制品中所了解到的，在这批次碳纤维板中，不合格缺陷件占比4.1%，其中孔隙缺陷占比85％，分层缺陷占比10％，孔隙缺陷和分层缺陷是复合材料最典型的缺陷，下面我将利用超声扫描显微镜对碳纤维复材内部质量进行分析。

孔隙缺陷通常是微米级别的，虽然尺寸较小，但孔隙数量分布密集。这种缺陷对碳纤维复合材料造成整体性能的影响，如层间剪切强度、拉伸和压缩强度、弯曲强度等力学性能。这时国产超声扫描显微开始它“用武之地”。超声扫描显微镜 英文（Scanning Acoustic Microscope）简称超声SAM，是一种通用材料内部质量无损检测的仪器，采声科技研发超声扫描显微镜，以耦合剂水为传播介质，通过高频超声换能器接收幅值信息、相位变化，来确定缺陷位置、大小、缺陷类型等。

碳纤维板相关案例：

水浸超声检测复合材料直击现场

这种孔隙缺陷是碳纤维增强复合材料CFRP成型过程中常见的缺陷类性，主要原因有两点：

1. 预浸料质量问题：它在制造过程中就存留了较多孔隙缺陷，可理解为层内缺陷。

2. 热固化成型问题：在复合材料热固化成型时，树脂中会残存空气或水分无法排出，与有机溶剂发生化学反应难以挥发，形成孔隙缺陷，层间孔隙缺陷。以上两种缺陷，可利用超声C扫描模式进行检测，图像软件可自动统计缺陷参数，并以列表形式展示。

DOT纤维复合缠绕气瓶相关案例：

纤维缠绕结构也是一种常见的复合材料结构，在使用过程中也会出现一些纤维断裂情况，因为碳纤维复合材料是非常害怕尖锐物体撞击的，为了预测复合材料内部是否存在失效问题，采声研发RTM纤维复合气瓶超声检测设备，对瓶体结构可实现全方位扫描路径。

从纤维气瓶超声C扫描图像中可以看出：

1. 纤维气瓶终端的管口存在孔隙缺陷；

2. 碳纤维层质量存在很大安全隐患；

3. 纤维层内胆之间部分贴合不良。

   北京采声科技有限公司是一家专业从事无损检测设备、工业自动化系统的研发、生产与销售的企业，公司致力于成为技术顶尖、服务领先的无损检测系统及方案的提供商。企业自动化超声检测涵盖了水浸超声系统、喷水超声系统、空耦超声系统和显微超声系统；应用于主机厂（航空航天）大型板棒（管）材、航材零部件、复合材料、汽车轴套、新能源电池和电子芯片封装等领域。