【正文】 合材料 碳化硅 涂層測(cè)厚的靈敏度大小。使用儀器自帶的標(biāo)定工具，先調(diào)節(jié)標(biāo)定線 1 讓其同時(shí)通過兩個(gè)提離點(diǎn)，然后調(diào)節(jié)儀器使標(biāo)定線 2 和標(biāo)定線 3 分別經(jīng)過一個(gè)提離點(diǎn)，由于標(biāo)定線 3 同時(shí)垂直標(biāo)定線 1，兩個(gè)提離點(diǎn)信號(hào)之間的距離點(diǎn)數(shù)即為標(biāo)定線 3 間的距離點(diǎn)數(shù)，該距離點(diǎn)數(shù)可以從儀器上直接讀出，即 A 值。 在 5工件不同點(diǎn)測(cè)試其提離值 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 17 （ 1） 首先將 5s 試塊 分割成如表 所示，然后將 探頭放在基體中心位置即為基準(zhǔn)，最 后在不同位置測(cè)試其提離值，得到數(shù)據(jù)如表 ： 表 ： 5不同點(diǎn)的膜層提離點(diǎn)值 A1=43 A2=33 A3=14 A4=12 A5=19 A6=19 A7=34 A8=21 A9=5 A10=21 A11=20 A12=40 A13=22 A14=15 A15=7 A16=11 A17=10 A18=25 圖 ：在 A5時(shí)的測(cè)量結(jié)果 圖 ：在 A11時(shí)的測(cè)量結(jié)果 根據(jù)表 得到 5不同點(diǎn)的膜層提離點(diǎn)值如圖 ： 圖 ： 5不同點(diǎn)的膜層提離點(diǎn)值的關(guān)系曲線 將 4試塊覆蓋薄膜（約為 8090um)與 5對(duì)比 取 80um,得距離點(diǎn)數(shù)為 30 經(jīng)測(cè)試， 4工件在大約 20um 的薄膜能分辨 4工件在多少厚度的薄膜能分辨 1） 首先將探頭放在基體中心位置即為基準(zhǔn)，再加上 1 張薄膜（一張 5um），測(cè)試其提南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 18 離值，并記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如 下： 圖 ： 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)圖 圖 ：多通道提離信號(hào)對(duì)比圖 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：多次 的 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果 說明提離信號(hào)強(qiáng)度隨著頻率的增加慢慢增南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 19 加，當(dāng)頻率達(dá)到 2020KHz 時(shí)提離軌跡長(zhǎng)且精細(xì)、強(qiáng)度 達(dá)到 最大，再增加頻率時(shí)，信號(hào)就 會(huì)慢慢 變 小。 所以，綜合上述試驗(yàn)可知， 2020KHZ 左右的檢測(cè)頻率為特種復(fù)合材料涂層厚度測(cè)量的最佳檢測(cè)頻率。 用 EEC2020 電磁檢測(cè)儀的試驗(yàn)結(jié)果分析 （ 1）利用渦流法測(cè)量基底與帶 SiC 涂層的特種碳釬維復(fù)合材料試塊，只要選取合適的工作頻率、增益及相位，所得到的渦流信號(hào)的提離軌跡并不重合，而且兩者的距離點(diǎn)數(shù)較大，說明渦流法對(duì)特種碳纖維復(fù)合材料涂層厚度測(cè)量的 靈敏度高，有利于涂層測(cè)厚。 在測(cè)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。 隨著塑料薄膜不斷增加，提離值距離點(diǎn)數(shù)也隨之增加。離別在即，站在人生的又一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，心中難免思緒萬(wàn)千，一種感恩之情油然而生。 她 嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。阻抗圖在 2020KHz 左右顯示效果最佳，說明DP 點(diǎn)式探頭在這個(gè)范圍的頻率對(duì)特種復(fù)合材料試塊涂層具有良好的滲透性，能夠比較精確的反映材料的特性。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 28 5. 結(jié)論與展望 結(jié)論 用 SMART2097 渦流檢測(cè)儀 的試驗(yàn)結(jié)論 利用渦流法測(cè)量基底與帶 SiC 涂層的特種碳釬 維復(fù)合材料試塊，只要選取合適的工作頻率、增益及相位，所得到的渦流信號(hào)的提離軌跡并不重合，而且兩者的距離點(diǎn)數(shù)較大，說明渦流法對(duì)特種碳纖維復(fù)合材料涂層厚度測(cè)量的靈敏度高，有利于涂層測(cè)厚。 （ 2） 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(hào)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(cè)量是有望可行的，且有較高的測(cè)量精度。 同樣，在以上實(shí)驗(yàn) 的 基礎(chǔ)上，再通過實(shí)驗(yàn)來分析 DP 點(diǎn)式探頭在不同頻率對(duì)涂層厚度的分辨能力。利用 EEC2020 特有的多通道分析功能，選取矩形試塊 5試塊 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 1） 首先進(jìn)行特種碳纖維復(fù)合材料基體材料（ 1 ）與帶 碳化硅 涂層的塊（ 2 ）之間的提離點(diǎn)差異的對(duì)比試驗(yàn)，測(cè)試 結(jié)果下圖 所示： 1與 2對(duì)比 1與 3對(duì)比 2與 3對(duì)比 圖 ：測(cè)量結(jié)果 同理，將 1與 3， 2與 3進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)如表 ： 圓形試塊 提離點(diǎn)值 1與 2 1與 3 2與 3 122 136 24 表 ： 1與 2與 3 試塊對(duì)比試驗(yàn)值 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 14 基于 4基體不同點(diǎn)的不均勻性測(cè)試不同點(diǎn)的提離值 1）首先將 4試塊分割成如表 所 示，然后將 探頭放在基體中心位置即為基準(zhǔn)，然后在不同點(diǎn)測(cè)試提離值，如此往復(fù)操作，得到數(shù)據(jù)如表 ： 圖 ： 4試塊 表 ： 試件分割圖形示意圖 表 ： 4基體的不均勻度（距離點(diǎn)數(shù)） A1=77 A2=34 A3=40 A4=39 A5=45 A6=22 A7=20 A6=11 A9=22 A10=8 A11=37 A12=21 A13=57 A14=39 A15=71 A16=24 A17=14 A18=25 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A7 A8 A19 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 15 圖 ： 位置為 A10的 測(cè)量 圖 圖 ： 位置為 A1的 測(cè)量 圖 根據(jù)圖表 制作曲線圖 如下： 圖 ： 4基體不同點(diǎn)的提離值關(guān)系曲線 以薄膜為模擬涂層的特種碳纖維復(fù)合材料涂層厚度測(cè)量試驗(yàn) 1）首先將探頭放在基體中心位置即為基準(zhǔn)，再加上 2 張薄膜（一張 5um），測(cè)試其提離值，并記錄數(shù)據(jù)。 用 EEC2020 電磁檢測(cè)儀的實(shí)驗(yàn)研究方案 （ 1） 在以半圓形試塊 b 面為基體的前提下， 利用提離效應(yīng)測(cè)量在基底試塊和帶有 碳化硅 涂層試塊上的渦流信號(hào)，比較不同試塊上測(cè)量所得渦流信號(hào)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(cè)量工作頻率，相位，增益等。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 2020 屆學(xué)士學(xué)位論文 8 3. 試驗(yàn)研究 特種碳纖維復(fù)合材料 的 涂層厚度實(shí)施渦流法測(cè)量在理論上是可行的。而非鐵磁性材料的磁導(dǎo)率通常為常數(shù) 并 且約等于 1，因此，為了消除磁導(dǎo)率對(duì)檢測(cè)線圈阻抗的 巨大 影響，通常通過高強(qiáng)度磁化材料至磁飽和狀態(tài) 并 使其磁導(dǎo)率趨于常數(shù)的條件下來抑制材料磁導(dǎo)率的影響。因此， 當(dāng) 通過測(cè)定試驗(yàn)線圈阻抗 發(fā)生 變化，就可以推出被檢試件性 能的變化及有無(wú)缺陷的結(jié)論 。 2．理解了隨著涂層厚度的增加，提離值也隨之增加。但是在 X 射線光譜儀和β射線反向散射法應(yīng)用上 ,因?yàn)?檢測(cè)設(shè)備價(jià) 格 太高 ,往往作為檢測(cè)的高檔設(shè)備供實(shí)驗(yàn)室使用 ,而在現(xiàn)場(chǎng)大量使用基于磁 性方法和電渦流方法的測(cè)厚儀。 我國(guó)于 20 世紀(jì) 60 年代 才 開始開展渦流檢測(cè)的研究工作， 70 年代中期成功研制了FQR7503 型 和 FQR7504 型膜層測(cè)厚儀、 FQR7501 型和 FQR7502 型渦流電導(dǎo)儀以及FQR7505 型渦流探傷儀等一系列渦流檢測(cè)設(shè)備。超聲測(cè)厚有共振法、脈 沖反射法，從測(cè)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(cè)厚度需大于 2mm。但這種測(cè)厚技術(shù)還是不夠成熟，其測(cè)量的涂層對(duì)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(duì)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)。超聲測(cè)厚法測(cè)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(cè)量精度要求，但這種方法的測(cè)量范圍比較大，一般為 1~200mm，所以難以實(shí)現(xiàn)對(duì)于μ m 級(jí)超薄涂層的 測(cè)量，而且在測(cè)試過程中還需要使用耦合劑，導(dǎo)致操作不便。 在對(duì)零部件進(jìn)行表面處理時(shí)所采用的是表面覆層技術(shù)。測(cè)量鍍?cè)阼F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(cè)量應(yīng)用的是渦流的提離效應(yīng)。主要儀器有： EEC3 SMART20 EMS2020。 從而為特種碳纖維復(fù)合材料涂層厚度的渦流法測(cè)量提供了可靠的理論依據(jù)和技術(shù)支持。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 特種復(fù)合材料的膜層厚度的 渦流測(cè)量的研究 系 別 信息與電子學(xué)部 專業(yè)名稱 測(cè)控技術(shù)與儀器 班級(jí)學(xué)號(hào) 108202011 學(xué)生姓名 陳修忻 指導(dǎo)教師 唐繼紅 二 O 一 四 年 五 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 I、畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )題目： 特種復(fù)合材料涂層厚度渦流法測(cè)量的研究 II、畢 業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )使用的原始資料 (數(shù)據(jù) )及設(shè)計(jì)技術(shù)要求： 原始材料準(zhǔn)備： 試樣若干 ； 渦流檢測(cè)儀器及專用探頭 。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 關(guān)鍵詞： 碳纖維復(fù)合材料，涂層厚度，渦流檢測(cè)，非均勻低電導(dǎo)率 指導(dǎo)老師： Special posite membrane layer thickness of the eddy current measurement research Student name : Xiuxin Chen Class: 1082020 Supervisor: Jihong Tang Abstract: The surface cladding of metal ponents, improving service characteristics of materials, such as corrosion resistance and wear resistance obviously, has been applied widely in various industry fields. Thickness measurement of the metal cladding is not only the basis of optimizing the cladding technology but also a key parameter of evaluating the coating quality. Though many non destructive methods for thickness measurement exist, such as radial method 、 ultrasonic method、 magic included current method and eddy current method, t