浅谈射线检测在复合材料无损检测中的应用

【摘要】

射线检测是无损检测的重要方式，本文就射线检测在复合材料无损检测中的应用进行了探讨。

【关键词】

射线检测；复合材料

1.引言

随着科技的发展，复合材料的应用范围越来越广，在不同领域中均发挥着重要作用，然而对复合材料及产品的检测标准也越发严格。射线检测技术是复合材料无损检测的主要方法，检测影像易保存，更加清晰和直观。在科学技术不断进步的同时，射线检测方法也取得了很大的突破，不断完善和创新，从而扩大了复合材料的射线检测范围，提高了检测能力，可以作为复合材料无损检测的首选方式。

2.射线检测在复合材料检测中的应用方法

2.1 X射线照相检测法

这种检测方法已经广泛的应用于工业检测领域，与现在的检测技术来说，是应用比较早的检测技术，是最传统的无损检测方法之一，其基本原理在于，通过射线来穿过不同的材料，因为材料的性质不同，射线在经过材料时的衰减量也是不一样的，从而射线的透射强度也是变化的，在胶片上就会呈现出明暗变化不同的影像，通过观察这些影像得到检测结果。针对X射线照相检测法可以检测到的材料的缺陷问题，倾向性的观点是可以发现夹杂物、气孔，而不能发现垂直于射线方向分布的脱粘和裂纹。X射线照相检测法的优点是成本低，易操作；其局限性为效率低，缺陷（裂纹）的方位是决定性的，要求与射线平行。

2.2 X射线实时成像检测法

射线实时成像技术一般是跟随成像物体在不停变动的图像当中可以快速的改变电子成像的方式，这种技术是和胶片射线照相方法同一时间进行发展的，但是在做比较时我们可以发生，这种方法是不需要胶片做暗室处理的，并且可以减少曝光时间，同时也可以提高图像的动态范围再做处理，而在对其进行检测时，它的曝光时间与实时性在宽容性方面则有着强大的优势。现阶段，运用这种检测系统的方法有三种：（1）可以利用阵列射线做实时的成像检测，这种方法一般是在机场或者是车站做安全检查时应用的；（2）应用在工业射线的检测系统当中；（3）应用微焦点的实时检测，这种方法一般是应用在小工件、电子元器件等方面的检测。目前情况下，对于在复合材料的检测当中，实时成像技术有几方面的表现，一方面是以在微焦点技术的应用下进行检测，并且在通过检测电子元件、小工件以及生物学样品等相关工作中进行应用。另一方面一般是通过阵列技术对其检测的，主要是应用在检查机场、海关以及车站等相应安全工作当中的。这种技术的发展随着不断的进步，并且是通过具有很大活动区域和高分辨能力的非晶硅所构成的，所以它的灵敏度是非常高的，在当前，我国已经把这种检测技术作为重点的研究对象。对于复合材料的检测技术，如果产品在线进行检测时都可以应用这种成像技术，这种技术如果针对装配线上的物体进行检测时，则可以直接快速的对其进行检测，在检测过程当中也可以对其装置的内部更为细致和全面，所以这种技术的检测效率是非常高的。

2.3 射线计算机断层扫描检测法

此种检测方法是起源于前面提到的第一种方法，与第一种方法的不同之处在于，它的区别在于采用的是圆锥状射线，检测原理在于通过准直设备将圆锥状射线变成面状或线状扫描束，从而对射线穿过的物体的某一个断面扫射，得到一个断面的图像，通过分析每一层断面的图像就可以得到详细的检测结果，达到检测目的。

2.4 X射线断层形貌成像检测法

X射线断层形貌成像检测法的基本原理是利用样品散射的空间探测来描述材料的内部特征，从而通过分析，得到检测结果。这种检测法是X射线散射和图像成像的优点进行了结合的检测法，可以对材料机械性能的关系、晶体的界面面貌组织，尺寸进行研究，并且可以对微观的细小的损失进行分析。它具体的可以分为大、小角度X射线散射方法，大角度的X射线散射是无能量转变的弹性散射，对结构比较小的分子和原子结构能够快速反应。而小角度的X射线散射则是传统的一种对胶体、生物和聚合物进行研究的工具，也可检测纤维转向。

2.5 X射线康普顿散射成像检测法

康普顿背散射成像技术的快速发展起来的一种新型检测技术，它的技术特点是非常广泛的，这种技术不会受到检测对象的任何尺寸限制，所以这种技术也非常适用在对复合材料、铝合金以及对塑料等材料的检测，它检测材料密度较低所获得的成像率则非常高，如果被检物的表层形状是相对复杂的，而它的检测效果会好于一般的射线照相技术，如果检测对像是大型的物体是，这种技术会发挥出更为独特的作用。因此，这种应用技术是更加适用检测塑料、铝台金与复合材料等物体。通过对几种技术的概括我们更加清晰的了解到不同技术在复合材料检测当中的应用都会具有比较良好的效果，这种技术也会得到更广泛的应用。

康普顿散射成像检测技术采用散射线成像，射线源与检测器位于物体的同一侧，其技术上的显著特点是单侧几何布置。具有层析功能，一次可以得到多个截面的图像，也可得到三维图像。在理论上图像的对比度可达到100%。其局限性为，由于康普顿散射成像检测技术采用散射线成像，因此它主要适于低原子序数物质且位于近表面区厚度较小范围内的缺陷检测，通常它适宜检验的物体表层厚度区是：钢约为3ram，铝约为25ram，塑料和复合材料约为50ram。在应用时必须考虑基体材料和缺陷对射线的散射差别、检验要求的分辨力和成像时间。

2.6 中子射线照相检测法

中子照相检测法的基本原理是，通过准直器将中子源发射出的中子束射到被检验的物体上，因为不同的物体对中子的衰减系数是不同的，所以检测器记录到的已经投射形成的中子束分布图像就是不均匀的，通过分析这些图像，就可以对物体内部的杂质和缺陷有清晰的了解，与以前的R或X射线不同的是，中子射线照相检测法还可以对放射性的物质进行检测，并且可以对金属中的一些低原子序数物质进行检验，对同一元素的不相同的同位素也可以进行区分，这种检测法的缺点在于，中子源的价格昂贵，所以检测耗费就比较贵，中子的安全防护也是必须要特别注意的问题。

3.总结

总而言之，近些年以来，由于射线的检测方法也在快速的更新与发展，这就促使射线检测在应用范围以及能力方面都要有所提高，在当前，复合材料的无损检测仍旧把射线检测作为最有效和直接的一种检测手段，由于射线检测技术有着最为直观的影响并且方便保存，这些基本特征也是对于无损检测最为有效的一大发展前景，所以很多具有优良性能的一些复合材料都已经得到全面的利用开发了，并且成为专业投敌的重要材料，与此同时，这也确保了产品质量在检测技术方面有了更高的要求和挑战。