Тепло и ультразвук помогли обнаружить «целующиеся» дефекты

s.yuki/Flickr

Сотрудники Томского политехнического университета совместно с коллегами из Малайзии исследовали углерод-углеродный композит — перспективный материал для ракетной техники — новым неразрушающим методом — ультразвуковой инфракрасной термографией. Ученые доказали, что этот метод позволяет с высокой точностью в реальном времени обнаруживать так называемые «целующиеся» дефекты в материале. В жизни они могут стать причиной аварийных ситуаций. Статья ученых опубликована в журнале Composites Part B: Engineering.

У перспективного композита сложная волокнистая структура. В ней могут возникать «целующиеся» дефекты — такие расположения кристаллитов, при которых их края тесно соприкасаются друг с другом. Такие дефекты сложно обнаружить стандартными ультразвуковым и рентгеновским методами, потому что они не оказывают сопротивления механическим волнам и ионизирующему излучению. Поэтому российские ученые предложили использовать для контроля дефектов углерод-углеродного композита метод ультразвуковой инфракрасной термографии. Он содержит в себе сразу два способа неразрушающих испытаний: ультразвуковой и тепловой.

Проведенные испытания нового метода показали, что он очень эффективен для обнаружения дефектов в углерод-углеродном композите. Исследователи получали хорошие сигналы, по которым удалось точно охарактеризовать структуру образца.

«Пока этот метод нов для всего мира, и в России на производстве не внедрен, хотя у него есть целый ряд преимуществ, — говорит заведующий научно-производственной лаборатории «Тепловой контроль», профессор ТПУ Владимир Вавилов. — Суть метода проста: в объект контроля вводится мощный ультразвук частотой 20-40 килогерц — гораздо мощнее, чем в традиционном ультразвуковом контроле. Ультразвуковая волна, распространяясь в твердом теле, вызывает трение стенок дефектов, генерируя тепловую энергию. Эту энергию мы фиксируем с помощью инфракрасной камеры, установленной на небольшом расстоянии от образца. По тепловому "отпечатку" дефектов можно судить об их расположении и характеристиках».

Разработанную методику, по словам ученых, можно применять и для других композитных материалов, в частности, углепластика, стеклопластика, керамических материалов и так далее.

Полученные исследователями термограммы дефектов

Composites Part B: Engineering

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.