SiC颗粒增强铝基复合材料中增强体含量的超声检测
2021-10-11杨平华何方成唐鹏钧
无损检测 2021年9期
杨平华,何方成,梁 菁,唐鹏钧
(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.材料检测与评价航空科技重点实验室,北京 100095)
SiC颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料具有比强度高、比刚度高、耐高温、耐疲劳、耐磨、阻尼性能好、热膨胀系数小、导热率高等优点,不仅具有较好的综合性能,还可采用粉末冶金工艺进行流水线形式的大规模生产,同时具有成本较低的特点[1-2]。SiCp/Al复合材料可部分替代航空航天工业中使用的钛合金和钢等金属部件,可以减重和降低成本,具有良好的应用前景[3-4]。相关研究表明,SiC颗粒分布是影响SiCp/Al复合材料机械性能的关键因素[5-7]。制造工艺不完善会导致SiC颗粒的含量及分布不均匀,使材料性能显著下降,从而降低构件的机械性能,严重影响飞行器的安全运行[8-9]。目前虽然已严格控制生产工艺,但仍无法保证SiC颗粒完全均匀分布。一般采用定量金相分析来确定增强颗粒含量及其分布[10],或采用力学性能试验机等仪器设备直接测量材料的机械性能。上述这些方法都必须破坏试样,甚至造成材料无法使用,且存在操作复杂、费时费力、检测区域受限等问题[11]。必须采用一种有效、可靠的无损检测方法准确评价SiC含量及其分布的均匀性。
国内外学者在铝基复合材料中增强体含量及其均匀性的超声检测方面进行了一些研究,并取得了一定成果。ROHATGI利用脉冲反射法对SiCp/Al复合材料的纵波声速进行了测量,得到了纵波声速与增强体体积分数之间的关系[12];……
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