【正文】 the thin film can distinguish test 、And Origin software was used to measure the numerical data analysis, and draw graphics such as the ine. Thus it provides a reliable theoretical basis and technical support for the precision measurement for the special carbon fiber posite materials coating’s thickness by eddycurrent testing. 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院2014屆學(xué)士學(xué)位論文 Keywords: carbon fiber posite，thickness of coating，eddy current testing，nonmagnetic ultralow conductivity Signature of Supervisor:1南昌航空大學(xué)科技學(xué)院2014屆學(xué)士學(xué)位論文 目錄1. 緒論 引言 1 課題研究背景及意義 1 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 3 課題研究的主要內(nèi)容 52. 渦流法測厚技術(shù)理論基礎(chǔ) 渦流檢測原理 6 阻抗分析法 6 線圈阻抗的影響因素 63. 試驗(yàn)研究 試驗(yàn)儀器及工件 8 工件 8 儀器與探頭 9 用SMART2097渦流檢測儀的實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容 9 用EEC2004電磁檢測儀的實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容 9 用SMART2097渦流檢測儀的實(shí)驗(yàn)研究方案 10 用EEC2004電磁檢測儀的實(shí)驗(yàn)研究方案 10 基于特種碳纖維復(fù)合材料最佳檢測參數(shù)試驗(yàn) 11 基于特種碳纖維復(fù)合材料涂層測厚對比試驗(yàn) 13 基于4基體不同點(diǎn)的不均勻性測試不同點(diǎn)的提離值 14 以薄膜為模擬涂層的特種碳纖維復(fù)合材料涂層厚度測量試驗(yàn) 15 點(diǎn)式探頭最佳檢測參數(shù)試驗(yàn) 18 試塊（BBB3）涂層厚度測量對比試驗(yàn) 21 標(biāo)準(zhǔn)厚度的塑料薄膜模擬涂層厚度測量（B3b面為基體面） 22 試塊（BBB3）涂層a面的厚度測量試驗(yàn) 254. 試驗(yàn)結(jié)果分析 用SMART2097渦流檢測儀的試驗(yàn)結(jié)果分析 27 用EEC2004電磁檢測儀的試驗(yàn)結(jié)果分析 275. 結(jié)論與展望 結(jié)論 28 展望 29參考文獻(xiàn) 30致 謝 31南昌航空大學(xué)科技學(xué)院2014屆學(xué)士學(xué)位論文 特種復(fù)合材料的膜層厚度的渦流測量的研究1. 緒論 引言隨著社會不斷的發(fā)展和進(jìn)步，渦流檢測技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在很多地方，比如航天、航空領(lǐng)域中金屬和陶瓷等構(gòu)件的檢測。為了確保飛船和飛機(jī)的飛行安全，則必須對有關(guān)構(gòu)件進(jìn)行定期的在役檢測。渦流技術(shù)通常用于檢測航空發(fā)動機(jī)螺孔內(nèi)裂紋、葉片裂紋、起落架下的表面及近表面的缺陷。同時(shí)，渦流檢測能夠有效的抑制探頭晃動、材質(zhì)不勻等引起的干擾信號等問題。比如，航空飛機(jī)為了能夠在高速飛行的狀態(tài)下抵抗高溫而引起的各種問題，會在表面涂一層陶瓷，但涂的陶瓷又不能太厚，所以需要用到無損檢測對它進(jìn)行檢測，而無損檢測中的渦流檢測有能很好的對材料進(jìn)行檢測。主要儀器有：SMART209EEC2004等。渦流法還用于汽輪機(jī)大軸中心孔、抽油竿、鉆竿、螺孔等部件的檢測。主要儀器有：EEC3SMART200EMS2000。此外，渦流檢測技術(shù)用于電站石油化工等領(lǐng)域的有色及黑色金屬管道的在役和役前檢測也十分廣泛。對管道晶間腐蝕、壁厚減薄和外壁磨損等均能可靠檢出，在檢測中能有效地去除支撐板和管板的干擾信號。金屬磁記憶技術(shù)用于裝甲車、坦克等金屬結(jié)構(gòu)件的早期診斷；低頻電磁場、漏磁技術(shù)用于儲油罐、甲板等鐵磁性材料及焊縫質(zhì)量控制。渦流檢測技術(shù)用于螺紋、鈦管等金屬管道的檢測；用于軍工兵器的炮筒、炮彈底座、導(dǎo)彈發(fā)射架、彈殼，戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動機(jī)機(jī)翼、葉片、起落架和輪轂等的役前和在役檢測；渦流檢測技術(shù)用于各種金屬管、棒材的在線、離線檢測。在檢測過程中，能同時(shí)兼顧長通傷、緩變傷等長缺陷和短小缺陷；能夠有效抑制管道在線、離線檢測時(shí)的某些干擾信號，對金屬管道內(nèi)外壁缺陷檢測都具有較高的靈敏度；還可用于機(jī)械零部件混料分選，熱處理狀態(tài)和滲碳深度評價(jià)，硬度測量等。主要儀器有：EEC22+、EEC3EEC30+、EEC2004。渦流檢測技術(shù)是一種成熟的鍍層厚度測量技術(shù), 可以用來測量鍍在鐵磁性金屬物質(zhì)表面的非鐵磁性金屬鍍層的厚度，也可以用來測量金屬表面的非金屬層的厚度。測量鍍在鐵磁性金屬物質(zhì)表面的非鐵磁性金屬鍍層的厚度應(yīng)用的是磁感應(yīng)技術(shù)；金屬表面的非金屬層厚度的測量應(yīng)用的是渦流的提離效應(yīng)。 課題研究背景及意義 目前，由金屬基、樹脂基、碳基、和陶瓷基作為主要的先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于社會的各個(gè)領(lǐng)域，由于這些先進(jìn)復(fù)合材料在某些材料性能方面有著普通材料無可匹敵的優(yōu)點(diǎn)，例如，高強(qiáng)度比、耐腐蝕、耐磨等等。其中以碳化硅為首的碳纖維復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料通常作為高溫耐熱構(gòu)件已經(jīng)被應(yīng)用于航空航天的關(guān)鍵高溫部件當(dāng)中，然而許多航空航天構(gòu)件的工作環(huán)境溫度可高達(dá)1650176。C以上，而以碳化硅為首的碳纖維復(fù)合材料則是工作環(huán)境溫度在 1650176。C 以上尤其是超過 2000176。C 的唯一候選材料。所以可以說以碳化硅為首的碳纖維復(fù)合材料是新型材料技術(shù)的集中體現(xiàn)以及先進(jìn)復(fù)合材料的典型代表，而且該類復(fù)合材料已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于航空航天、軍工以及其它民用工業(yè)領(lǐng)域。例如，作為耐燒蝕抗氧化材料用在航天領(lǐng)域最嚴(yán)峻的高溫受熱部分，如火箭發(fā)動機(jī)喉襯、飛行器翼前端、火箭鼻錐體等，同時(shí)，為了防止此類特種碳纖維復(fù)合材料在高溫工作環(huán)境中被氧化燒蝕而造成失效事故，通常需在其基體表面鍍一層碳化硅材料（厚度約 50～160μm）。在對零部件進(jìn)行表面處理時(shí)所采用的是表面覆層技術(shù)。不同的零部件根據(jù)其所要求的性能來選擇其表面涂鍍層的厚度，如果涂鍍層過厚，將會造成涂鍍層與基體材料之間的結(jié)合強(qiáng)度偏低，材料的內(nèi)應(yīng)力過大，使得涂層容易脫落。如果涂鍍層過薄，則會達(dá)不到對材料進(jìn)行表面處理的要求。因此精確測量表面涂鍍層厚度就顯得十分的重要，而在使用的過程當(dāng)中這種未滿足涂鍍層厚度要求的構(gòu)件承受著各種高強(qiáng)度載荷作用，因此易誘發(fā)裂紋以及其他各種缺陷，從而是導(dǎo)致重大安全事故發(fā)生的重要原因之一。為此，要求采取一定的有效檢測方法對涂鍍層的厚度進(jìn)行測量是十分有必要的，所以涂鍍層測厚技術(shù)也因此隨之發(fā)展起來。目前，有許多方法可以實(shí)現(xiàn)對于涂鍍層的測量，其中非破壞性測量方法主要有金相顯微鏡測厚法、超聲測厚法、射線測厚法、磁感應(yīng)測厚法、電渦流測厚法等。由于各種方法所適用的檢測對象不同，盡管操作應(yīng)用方法差異，但各自具有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)。例如，金相顯微鏡測厚法測量誤差甚至達(dá)到了 ，但這種方法的試驗(yàn)試塊的制樣過程比較復(fù)雜并且要求十分精確，所以所花費(fèi)都用比較高，因此比較難以實(shí)現(xiàn)。超聲測厚法測厚具有比較高的靈敏度，雖然可以滿足目前工業(yè)生產(chǎn)中的測量精度要求，但這種方法的測量范圍比較大，一般為 1~200mm，所以難以實(shí)現(xiàn)對于μm 級超薄涂層的測量，而且在測試過程中還需要使用耦合劑，導(dǎo)致操作不便。而射線測厚法的優(yōu)點(diǎn)能夠比較直觀的顯示厚度影像并且能夠進(jìn)行非接觸高精度測量，缺點(diǎn)就是檢測成本比較高、檢測靈敏度受多種因素的影響并且使用時(shí)存在射線輻射的安全防護(hù)問題。磁感應(yīng)測厚法通常被應(yīng)用于磁性材料表面上絕緣磁性鍍層厚度的測量，其測量范圍只達(dá)到了 500μm~20mm，并且其測量面積最小約為Ф12mm，故對于點(diǎn)范圍涂層厚度難以測量。目前在國內(nèi)外，以上所述的測厚方法都已經(jīng)有了比較成熟的測量技術(shù)基礎(chǔ)，并且被廣泛應(yīng)用于社會各個(gè)領(lǐng)域。但其中的一些測厚方法都難以滿足超薄涂層（幾十個(gè)μm）的測量要求。而渦流法涂層測厚因?yàn)橛欣昧藴u流檢測過程中的提離效應(yīng)，當(dāng)選擇最佳的檢測頻率時(shí)，這種方法對于銅膜厚度的有效高精度測量范圍可達(dá)到10~150μm。因此在測量超薄涂層厚度的各種方法中，渦流測厚法有著其他測量方法無可比擬的巨大優(yōu)勢。到現(xiàn)在為止，渦流測厚法已被廣泛運(yùn)用于社會的許多領(lǐng)域，也引來了許多學(xué)者的研究，并取得了一定的科研成果。但這種測厚技術(shù)還是不夠成熟，其測量的涂層對象主要為基體材料的電導(dǎo)率與涂層材料電導(dǎo)率差異很大的涂層厚度或者是非磁性或磁性金屬基體上的絕緣層厚度，而本次課題所研究的對象則是采用三向編織工藝制成的帶 SiC 涂層的特種碳纖維復(fù)合材料的基體材料，這種材料雖然是屬于非磁性金屬基體上金屬涂層范疇，但是不同于一般金屬材料，這種材料的基體和涂層都屬于低電導(dǎo)率材質(zhì)并且存在電導(dǎo)率不均勻分布的性質(zhì)。目前國內(nèi)針對磁性低或非磁性電導(dǎo)率金屬基體上低電導(dǎo)率涂層厚度測量的研究并沒有取得關(guān)鍵突破性的進(jìn)展，然而此項(xiàng)研究技術(shù)對于彌補(bǔ)國內(nèi)運(yùn)用渦流法進(jìn)行涂層測厚無損檢測評價(jià)有著十分重要的意義，因此這類材料涂層厚度渦流測量方法的研究也成為涂層測厚領(lǐng)域內(nèi)一亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。 本次課題主要是基于目前渦流測厚技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，探討研究特種碳纖維復(fù)合材料涂層厚度渦流檢測的可行性，為實(shí)現(xiàn)渦流法測量特種碳纖維復(fù)合材料涂層厚度提供實(shí)用、可靠的試驗(yàn)和理論依據(jù)。 目前在許多重要的工業(yè)應(yīng)用中，常常遇到各種工件厚度測量問題。例如，飛機(jī)機(jī)翼厚度以及化工容器的厚度，核反應(yīng)燃料棒包覆層等。厚度測量視對象不同，常采用超聲、射線、電磁渦流等不同的方法進(jìn)行測量。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，在應(yīng)用上互相補(bǔ)充。射線法需要放射源，現(xiàn)場使用中存在防護(hù)問題，使用不太方便，并且存在安全隱患。超聲測厚有共振法、脈沖反射法，從測量精度來將，可以滿足生產(chǎn)中的各種要求，但超聲法需要耦合劑，并且被測厚度需大于2mm。渦流測厚不僅具有快速、準(zhǔn)確和無接觸以及其他許多優(yōu)點(diǎn)，而且除了用于測量板材、管材等單層厚度，還可以對涂層、鍍層和多層復(fù)合材料分層的厚度測量。 采用電渦流原理由此開發(fā)渦流涂鍍層測厚儀，測量非磁性金屬基體上非導(dǎo)電覆蓋層厚度已經(jīng)有數(shù)十年歷史。20世紀(jì)60年代末期，已有國產(chǎn)的電子管式渦流測厚儀應(yīng)市。隨著新型工程材料的開發(fā)，微電子技術(shù)應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化事業(yè)進(jìn)程，尤以近十年來，渦流測厚技術(shù)得到迅猛的發(fā)展，渦流涂鍍層測厚儀在電路設(shè)計(jì)、新型傳感器應(yīng)用、測頭的多制式與通用性和量值顯示與數(shù)據(jù)打印，測控功能擴(kuò)展及其智能化諸方面，都不斷取得突破與創(chuàng)