无损检测技术在陶瓷材料检测中的应用

无损检测技术在陶瓷材料检测中的应用

高勇城

佛山市陶瓷研究所检测有限公司528000

摘要：当前陶瓷材料在工业中的应用已经随着社会经济的发展而不断地增加，陶瓷材料的质量不断提高才能保证其应用的最大价值，所以对于被选材料进行相关应用之前，必须要对陶瓷材料进行检测。在陶瓷材料检测中无损检测技术的应用就具有非常大的意义，本文就多种无损检测技术进行相关介绍，进而探究无损检测技术在陶瓷材料检测中的应用前景及未来发展趋势。

关键词：无损检测技术；陶瓷材料检测；应用；

近些年来，对于陶瓷材料在工业中的应用前景十分广泛，主要是由于陶瓷本身的优良性能，比如：其耐高温，耐腐蚀等等的特点，所以在一些仪器以及零部件的制作过程中就不断地取代了传统材料。近些年来，在一些精密仪器的零件材质选择上陶瓷被广泛的采用，这些应用表明陶瓷材料的价值及前景，所以发展陶瓷材料无损检测技术，保证陶瓷生产质量非常必要。

但是陶瓷材料本身由于其制作工艺复杂多样，所以想做到成批量生产的过程中准确控制生产质量的问题是一个关键。以下主要介绍对于陶瓷材料无损检测的主要方法以及无损检测方法的应用。

一.陶瓷材料无损检测的方法及应用

1.陶瓷材料无损检测的方法

陶瓷材料无损检测的主要方法包括：X射线层析成像，红外热成像，超声A扫描及C扫描，声发射，超声显微镜等等。近几年来，这些技术水平随着科技水平的不断提高也在不断地发展中，技术的不断提高与发展，保证了陶瓷材料的生产质量，使得陶瓷材料的应用就更加的广泛，让陶瓷材料的本身发挥了更大的价值。

2.无损检测技术在陶瓷材料检测中的应用

2.1超声波检测技术

超声检测技术是陶瓷材料检测中应用最多，最广的一种检测技术，由于其在无论是在陶瓷材料的缺陷检测还是判断陶瓷材料的化学性质方面都具有很大的优势，这项技术能够准确的判定被检测材质的缺陷，为相关的检测人员检测工作带来非常大的便利。

超声波检测技术的工作原理就是通过超声波的声速以及超声波的衰减程度进而获得陶瓷材料微观组织的结构以及材料的力学性能的数据信息，相关人员根据声速及超声波的衰减程度，进而可以从中判定整体陶瓷材料是否存在缺陷。比如：陶瓷材料内部是否存在分层，是否含有气孔，裂缝以及杂质的存在，而且还能判断整体材料质地是否均匀，密度是否均匀，厚度是否均匀等等问题。如果被检测材料内部存在问题，那么声速及声波强度就会发生改变，这些改变就代表着缺陷的存在。尽管曾经有些人对于这种检测技术的准确性产生过质疑，有人认为这种基于科学理论的检测技术不具有说服力，但是后来这种检测技术经过有关科研人员证实，相关科研人员给出的结论是，尽管这种技术是基于科学理论的一种检测技术，但是通过仔细研究分析，这种科学理论检测技术具有很大的可行性，所以目前超声检测技术被相关人员广泛的应用。

超声检测技术相对于传统耦合法具有非常多的优点，避免对于材料本身的破坏，而且超声检测避免了在高温，高湿的环境下工作，这样就大大避免了检测中由于高温，高湿等极端环境给人体带来的伤害。而且其检测结果准确，快速。检测成本也相对较低。

超声C扫描的作用就是确定材料内部缺陷位置，大小以及整体缺陷在内部的分布情况等等。通过超声C扫描，可以准确的将这些缺陷存在的位置以及其中夹杂的杂质显示出来，进而对于材质缺陷进行准确判定。

2.2红外热成像检测技术

红外无损检测技术是一种结合热辐射物理现象的一种检测技术，虽然这种检测技术具有非常高的灵敏度，而且操作方便，没有危险性，但是其易受到外界环境因素的影响，比如：被检测材料本身的表面条件，所处的环境条件等等，由于外界条件的干扰就会造成最终的检测结果精确度不高，这样就导致了这种检测技术的应用范围受到限制。

红外热成像检测技术的工作原理就是被检测的材料通过受热，让其热量在内部不断地进行传递，如果被检测材料的内部存在缺陷，那么热分布情况就会产生变化，这样就会使被检测物体的整体表面温度发生变化，通过这种表面温度的变化情况，进而判断内部缺陷的存在。但是由于物体表面的光洁度以及所处外界环境的变化，那么整体的温度变化情况也会受到影响，所以其最终结果的精确度也受到了影响。

2.3X射线层析成像检测技术

X射线层析成像检测技术同超声检测技术一样，其应用范围也比较广泛，这种检测技术就是利用X射线透过被检测物体，进而获得相应数值，从而断定被检测物体是否存在缺陷。这种检测技术就如在临床医学中检测一样，其检测的精确度较高，检测范围广泛，多种材质的检测都可以应用。

这种检测技术还具有非常多的优点，比如：检测速率高，而且还能很直观的通过三维成像，但是这种检测技术相对的检测成本较高，而且不适合对于在检测现场对于一些较大物体进行检测。

2.4声发射（AE）检测

声发射是无损检测技术的一项非常有效的检测技术，具有非常好的发展前景。声发射对于检测陶瓷材料的内部粘结情况，微裂纹以及微裂纹的位置具有非常好的效果，而且这种技术可用于检测形状特殊的物体。

随着科技的进步，未来声发射（AE）检测技术一定会有更加广阔的前景，未来此项检测技术不能能够检测材质缺陷，还能准确的确定缺陷及损伤位置，以及损伤程度，其广阔的发展前景一定会给陶瓷材料的质量保证带来进一步发展。

2.5微焦点Ｘ射线

这种检测技术能够清楚的显示出被检测材料的表面及内部缺陷，即使是很小的缺陷或者瑕疵，也能清晰的显示出来。微焦点Ｘ射线其主要是用于微小瑕疵的检测，因为Ｘ射线的焦点非常小，对于一些微小的细节来说，其点越小，那么成像效果就越好。这样技术对于陶瓷材料内部结构细小的瑕疵检测非常适用。

微焦点Ｘ射线有几种检测方法，一种是常规的几何射线照相，也就是直接接触显微射线照相，如果发现瑕疵地方，再通过光学或者高倍放大射线照片，然后对于发现的问题进行分析确定。

微焦点Ｘ射线检测还可以通过使用小焦点的Ｘ射线设备，通过对设备的使用，几何放大射线照相过程中的状态及情况，由此发现被检测材料内部的细小问题及缺陷。

非对称衍射也是微焦点Ｘ射线的一种检测方法，这种方法实际就是Ｘ射线透镜，然后对于低能X射线图像进行放大。

微焦点Ｘ射线检测技术在陶瓷材料检测的应用，其最大的优势就是能够将微小的缺陷发现，检测技术更加趋于细节化。

二．无损检测技术在陶瓷材料检测中的未来发展趋势

无损检测技术在对陶瓷材料进行缺陷检测以及质量控制方面仍在不断的发展与进步中，无损检测技术对于陶瓷材料的质量控制具有非常重要的作用，所以加快无损检测技术的发展非常必要。

虽然现在无损检测技术本身存在着一些缺点，但是随着社会的进步以及科技的不断发展，新型的无损检测技术也会不断的涌现，进而弥补现有的无损检测技术的一些缺点，达到更加准确的精确度。现有的无损检测技术也会不断的更新发展，运用现有的更多自动化技术，使其整体的检测技术更加趋于现代化，技术化，整体检测技术的不断发展和创新，也就更加促进的陶瓷材料的更新，保证陶瓷质量的同时，更加能加快其领域的应用速度。

结语：未来的无损检测技术一定会具有更大的进步与发展，新型的无损检测技术的出现一定能够在陶瓷材料的检测过程中发挥着更大更好的作用。

参考文献：

[1]周碧.陶瓷材料检测中无损检测技术的应用探析[J].中国陶瓷工业，2015，22（04）：37-38.

[2]李明科，陈卫民，李卫东，杨长明.无损检测技术在陶瓷材料检测中的应用[J].科技传播，2012（11）：157+89.

[3]韩雷，程应科，林滨，周慧娜.先进陶瓷材料表面/亚表面缺陷无损检测[J].组合机床与自动化加工技术，2007（08）：43-46+50.

[4]梅辉，张鼎，夏俊超，尹良宣，余昌魁，成来飞.浅谈陶瓷基复合材料无损检测方法及其进展[J].航空制造技术，2017（05）：24-30.