高祥熙，尹 伟，顾国红，王倩妮

(1.中国航发北京航空材料研究院，北京 100095；2.航空材料检测与评价北京市重点实验室，北京 100095；3.中国航空发动机集团 材料检测与评价重点实验室，北京 100095；4.中国工程物理研究院 核物理与化学研究所， 绵阳 621900)

空心涡轮叶片作为航空发动机的关键部件，因具有温度交变频繁、受力状态复杂、使用环境恶劣、工作可靠性要求高、稳定工作寿命要求长等特点，被誉为“皇冠上的明珠”[1-2]。通常借助陶瓷型芯使空心涡轮叶片形成细小且复杂的内腔，但是脱芯工艺[3]难以保证完全清除陶瓷型芯，内腔中残余的型芯不仅会影响工作时叶片中的冷却气流的正常流动，降低冷却效果，而且可能堵塞叶身上用于冷却的气膜孔(数以百计，直径约为0.30.5 mm)，造成叶片局部高温和过早失效，给发动机带来巨大的安全隐患。

对于低密度的陶瓷型芯，常规X射线难以进行有效检测，必须采取相关技术手段提高残芯在检测图像上的对比度[4-5]，但是这些方法并不适用于叶片检测的工程化。2007年后，采用热中子照相法检测空心涡轮叶片残芯的技术逐渐得到应用，该技术的检测能力主要取决于残芯材料对热中子的衰减程度[6]。为了提高热中子图像上残芯的对比度，国内外通常采用少量热中子截面非常大的元素(如Gd)对残芯进行标记。一般采用掺杂法或浸泡法进行标记。掺杂法是将一定含量的Gd2O3粉末直接掺到型芯材料内，叶片脱芯后可直接进行中子检测；浸泡法是将经过脱芯处理的内部可能含残芯的叶片在Gd(NO3)3溶液中浸泡，使足够的Gd元素被残芯吸收，然后实施中子检测。……