史俊伟,刘松平,荀国立

（中航复合材料有限责任公司 检测与评估研究室，北京 101300）

碳纤维增强树脂基复合材料（carbon-fiber reinforced polymer composites，CFRP）以其优异的比强度、比刚度、轻量化、耐腐蚀性及疲劳性能已经广泛应用于航空航天等领域，并逐步由次承力结构发展应用到航空器的机翼、机身、垂尾等大型关键的主承力结构件，是实现航空器的轻量化和高性能化的主要发展方向[1-2]。

复合材料结构在制造过程中会受材料体系、成型工艺、结构特点等因素的影响，其内部会产生不同类型的工艺缺陷；同时在服役过程中，使用环境、应力集中和疲劳载荷等均会引起复合材料结构损伤，甚至给航空器造成灾难性的后果。可以说，复合材料结构内部缺陷是影响其整体性能和使用寿命的重要因素，建立可靠有效的检测方法是促进复合材料结构应用发展的关键技术[3-4]。

孔隙类型缺陷是复合材料结构中主要的缺陷类型之一，在尺寸量级、弥散性分布及微观形貌等特征与分层、富脂、夹杂、气孔等常规的宏观缺陷有着十分明显的区别。孔隙缺陷呈现出两个主要的特点[5]：一是其尺寸量级在10~100 μm，远远小于常规的宏观缺陷；二是其在材料内部呈现弥散性分布特征。这两点决定了复合材料中的孔隙缺陷的检测方法应有别于常规宏观缺陷的检测方法。常规宏观缺陷要求所采用的超声检测方法能够对缺陷尺寸和深度等信息给予定量检测，然而，对于孔隙类型的缺陷，通过超声检测往往无法对单一孔隙的尺寸进行定量检测，逐一对孔隙缺陷进行定量检测的成本太高，从孔隙对力学性能影响的角度来看，对弥散类孔隙缺陷整体含量的评估意义远大于对单个孔隙的过度化检测。……