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俄科学家提出一种控制航空材料质量的新方法

俄科学家提出一种控制航空材料质量的新方法

俄罗斯卫星通讯社

俄罗斯托木斯克理工大学 (TPU) 的科学家作为国际科学团队的一部分，提出了一种在不破坏航空航天材料的情况下实施质量控制的新方法。 2024年4月17日, 俄罗斯卫星通讯社

2024-04-17T23:00+0800

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研究结果发表在《无损评估杂志》(Journal of Nondestructive Evaluation)上。如今，在航空工业中，越来越多地使用由具有不同物理和化学特性的两层或多层组成的多组分材料——复合材料。当这些层组合在一起时，就会出现一种新材料，它具有天然材料所不具备的特性。此外，专家介绍说，复合材料的使用可以在减轻结构重量的同时，改善其特性并使其更坚固。托木斯克理工大学的专家指出，此类材料的制造是一个复杂的多阶段技术过程，可能会导致看不见的缺陷，因此必须单独检查每种制成品。为了诊断成品零件，使用无损检测方法，不需要拆卸物体或使其退役。 一种传统方法是热监测，其中材料的表面被加热，并使用热成像仪记录其冷却时的温度。专家解释说，目前使用的方法存在许多困难，因为材料在加热时表面粗糙且发射率不均匀。 温度随时间的变化会导致热干扰和内部缺陷造成的温度“信号”丢失。托木斯克理工大学的科学家开发了一种对航空航天工业中使用的复合材料进行热无损检测的新方法。专家表示，这将使材料的控制更加可靠，并防止内部缺陷导致信号丢失。这种方法的本质是利用强制冷却与主加热脉冲相结合来检测航空航天工业所需的碳纤维和玻璃纤维塑料中的缺陷。托木斯克理工大学工业层析成像中心高级研究员阿尔谢尼· 丘尔科夫（Arseny Chulkov）表示，在加热后的某个时间点对所研究的表面使用强制冷却会导致一个有趣的现象——样品表面的多余温度下降到其初始温度，而内部结构仍然“散发”热量。他还指出，人为地增加温度信号会增加检测内部缺陷的可能性。 此外，与传统的热控制程序不同，组合加热和强制冷却程序不需要高热负荷即可在缺陷区域提供可靠的结果。托木斯克理工大学表示，根据研究结果，科学家正在开发一种新型便携式探伤仪，其原型机将于 2024 年底准备就绪。丘尔科夫介绍说，它将适用于监测光学透明和半透明复合材料的缺陷。这项研究得到了俄罗斯科学基金会的支持。

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