【正文】 我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。隨著激勵頻率的遞增，提離點(diǎn)信號距離點(diǎn)數(shù)的變化具有先遞增然后遞減的規(guī)律，同時(shí)在2000KHz左右達(dá)到最大值。SiC 涂層厚度差異較小的特種復(fù)合材料之間的提離點(diǎn)信號并不重合且有一定的差異，說明利用渦流法實(shí)施帶 SiC 涂層的特種復(fù)合材料涂層厚度的測量是有望可行的，且有較高的測量精度。 (4) 在測試帶涂層試塊時(shí)，發(fā)現(xiàn)5不同點(diǎn)的膜層提離點(diǎn)值均不同，故認(rèn)為試塊每處涂層厚度都不一樣，均存在差異。分別多次測量在不同頻率條件下特種復(fù)合材料基底試塊和帶有碳化硅涂層的試塊上的渦流信號提離點(diǎn)信號的距離點(diǎn)數(shù)，測試結(jié)果如下圖所示： :頻率為1000 KHz 時(shí)的測量結(jié)果 ：頻率為2500KHz 時(shí)的測量結(jié)果 然后計(jì)算提離點(diǎn)間距離點(diǎn)數(shù)的平均值，：：不同頻率條件下的提離信號距離點(diǎn)數(shù) 頻率 KHz次數(shù)833909100011111250142816662000250033331526375818810811712310878264496474899311413087893384463879610510511710089平均值5291102112： ：激勵頻率與提離點(diǎn)信號距離點(diǎn)數(shù)平均值間的關(guān)系曲線：隨著激勵頻率的遞增，提離點(diǎn)信號距離點(diǎn)數(shù)的變化具有先遞增然后遞減的規(guī)律，同時(shí)在2000KHz左右達(dá)到最大值。八通道選取的頻率分別包括低頻、中頻、高頻。： 膜層厚度距離點(diǎn)數(shù)10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 14011 17 19 26 37 45 62 74 76 81 91 102 109 117：基體上“膜層厚度提離點(diǎn)”對應(yīng)值 ： 覆有 2 張超薄模擬涂層 ： 覆有10張超薄模擬涂層 ：覆有 20 張超薄模擬涂層 ：覆有 28 張超薄模擬涂層：由覆蓋錫紙張數(shù)與提離點(diǎn)信號距離點(diǎn)數(shù)之間關(guān)系曲線可以看出，探頭提離點(diǎn)信號的距離點(diǎn)數(shù)隨著錫紙紙張數(shù)的遞增而遞增，僅當(dāng)錫紙厚度在 10μm~140μm的范圍內(nèi)時(shí)，該提離信號點(diǎn)的距離點(diǎn)數(shù)與錫紙厚度的曲線線性相關(guān)性較好，而當(dāng)錫紙厚度140μm 時(shí)線性關(guān)系不好，而且由錫紙匯總圖可以看出隨著錫紙紙張數(shù)的增加提離點(diǎn)的距離越來越小，幾乎重合。 用SMART2097渦流檢測儀的實(shí)驗(yàn)研究 為了能方便觀察，所有試驗(yàn)均通過調(diào)節(jié)相位使渦流信號的提離信號處于水平方向，增益均為 28 dB。 試驗(yàn)儀器及工件 ：實(shí)驗(yàn)所用試塊圖中： 圓形1試塊為特種碳纖維復(fù)合材料基體試塊 圓形2 、3 為帶未知 SiC 涂層厚度的特種碳纖維復(fù)合材料試塊 4 為特種碳纖維復(fù)合材料基體矩形試塊 5 為帶未知 SiC 涂層厚度的特種碳纖維復(fù)合材料矩形試塊半月形2 、3 試塊為特種碳纖維復(fù)合材料試塊 儀器與探頭 （1）用SMART2097渦流檢測儀和 ECC2004電磁檢測儀（2）專用的 DP 式平面渦流探頭 ：改進(jìn)的 EEC 智能渦流檢測儀 ：ECC2004電磁檢測儀 實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容 用SMART2097渦流檢測儀的實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容（1） 以4工件為基體，測試基體上的不均勻度（2） 在基體上每次以兩張塑料薄膜遞增，測試基體上膜層厚度的提離值（3） 測試5試塊不同點(diǎn)的膜層提離值（4） 交叉測試3試塊（5） 4試塊多少厚度的薄膜能分辨 用EEC2004電磁檢測儀的實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容（1） 以半圓形試塊的a面為帶涂層面，b面為基體面，測試最佳檢測參數(shù)試驗(yàn)（2） 測厚對比試驗(yàn)（3） 塑料薄膜模擬涂層厚度測量試驗(yàn)（4） 涂層厚度試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)研究方案（1）利用提離效應(yīng)測量在基底試塊和帶有碳化硅涂層試塊上的渦流信號，比較不同試塊上測量所得渦流信號的提離點(diǎn)的距離點(diǎn)數(shù)差異，并且通過反復(fù)調(diào)節(jié)，尋找最佳測量工作頻率，相位，增益等。而且由于材料電導(dǎo)率不同將會導(dǎo)致檢測線圈阻抗的大小不同，因此根據(jù)渦流的這個特點(diǎn)就可以利用渦流法進(jìn)行熱處理狀態(tài)檢測以及材料的篩選工作。 阻抗分析法是建立在相位變化與線圈阻抗變化之間關(guān)系的基礎(chǔ)之上的一種提取有用信號并且排除干擾信號的有效信號分析方法。4. 了解到雖然是同樣一塊試塊，但由于涂層厚度的不均勻性，各點(diǎn)的提離值都不一樣。在國外，渦流測厚技術(shù)已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用，其中頗有代表性的美國CMI公司由最初通過對電導(dǎo)率的測量來測金屬鍍層的厚度，發(fā)展到后來測鍍層阻抗值的方法來對金屬鍍層進(jìn)行測量，177。這些設(shè)備在我國的航空航天、電力、化工、核能等領(lǐng)域中正在發(fā)揮著愈來愈重要的作用。 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。 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)。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。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。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。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。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。作者簽名： 日期：學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 相關(guān)論文資料若干篇及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請的論文或成果。本文通過開展特種復(fù)合材料基體（特種碳纖維復(fù)合材料）及其表面涂層（碳化硅抗氧化保護(hù)涂層）厚度的渦流檢測技術(shù)研究，完成了涂層厚度渦流法測量的可行性理論與試驗(yàn)研究，確定了理論測量范圍和分辨率，開展了相關(guān)特種碳纖維復(fù)合材料涂層測厚試驗(yàn)，并且對基于特種碳纖維復(fù)合材料最佳檢測參數(shù)試驗(yàn)、基于特種碳纖維復(fù)合材料涂層測厚對比試驗(yàn)、基于4基體不同點(diǎn)的不均勻性測試不同點(diǎn)的提離值、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)、在5工件不同點(diǎn)測試其提離值以及將 4試塊覆蓋薄膜（約為8090um)與5對比、4工件在多少厚度的薄膜能分辨等進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)利用Origin軟件對測量所得的數(shù)值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并繪制如文中所得圖形。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。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。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）。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)。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。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。除前西德以外，美國、法國、前蘇聯(lián)、英國、等國家也先后做了大量的開發(fā)性工作，發(fā)表了大量論文，由此今天也都能生產(chǎn)高水平的渦流檢測設(shè)備。在以上所述的方法中,能夠無損檢測覆蓋層厚度的方法為非磁性金屬基體上非導(dǎo)電覆蓋層厚度測量的渦流方法、磁性金屬基體上非磁性覆蓋層厚度測量的磁性方法、X 射線光譜測量法和β射線反向散射法。 課題研究的主要內(nèi)容1. 了解國目前內(nèi)外渦流測厚技術(shù)。渦流的大小、相位及流動形式受到試件性能以及有無缺陷的影響，而渦流的反作用磁場又會使線圈的阻抗發(fā)生變化。影響探頭檢測線圈阻抗的主要因素主要如下所述：（1）材料磁導(dǎo)率 對于鐵磁性材料來說，在進(jìn)行材料檢測時(shí)其磁導(dǎo)率并不是常數(shù)，它的大小通?？梢赃_(dá)到幾百亨利/米，因此即使是比較微小的磁導(dǎo)率變化都有可能導(dǎo)致很大的噪聲產(chǎn)生，噪聲就會將有用的檢測信號淹沒，導(dǎo)致檢測失效。因此通過調(diào)節(jié)檢測頻率的大小就可以控制渦流檢測深度。（6） 基于最佳檢測參數(shù)的條件下，在4工件上不同位置反復(fù)進(jìn)行模擬涂層測厚試驗(yàn)，分析基體上的不均勻度。 基于特種碳纖維復(fù)合材料涂層測厚對比試驗(yàn) 通過上述試驗(yàn)初步確定416kHz 頻率為特種碳纖維復(fù)合材料涂層厚度測量的最佳檢測頻率，因此選擇 416kHz 作為測試頻率（以下試驗(yàn)相同）。按照絕對式平面探頭相同的方法。同時(shí)便于觀察比較完整的提離信號信息，對厚度的差距也有一定的反應(yīng)。并且最佳的檢測頻率約為 416 kHz 左右。（3）隨著膜層厚度的增加，提離值也相應(yīng)遞增。在低頻內(nèi)提離信號非常小，不利于觀察。但由于時(shí)間和經(jīng)歷的不足，該課題仍然存在著一些不足之處以及與本課題相關(guān)的的研究內(nèi)容有待進(jìn)一步深入研究：檢測儀器性能需要進(jìn)一步改進(jìn)，以便：儀器在適用于涂層厚度測量的頻段內(nèi)輸出穩(wěn)定、失真小的渦流檢測信號，并且調(diào)整方便；能更好的擬制測厚時(shí)多因素的擾動影響，并具有較高的靈敏度和較小的失真度；進(jìn)一