陶瓷材料檢測中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用探析

周紅練江西省工業(yè)陶瓷質(zhì)量監(jiān)督檢驗站

陶瓷材料檢測中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用探析

周紅練
江西省工業(yè)陶瓷質(zhì)量監(jiān)督檢驗站

技術(shù)正在快速進步，這種趨勢下陶瓷材料也擴展了運用的范圍，逐步深入至各領(lǐng)域的運用。具體而言，陶瓷能夠用來制作裝飾品或是其他器皿，同時也可以用于航天航空以及化工這些領(lǐng)域。然而，陶瓷材料具備精細的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在制作成品過程中很容易損壞陶瓷材料[1]。陶瓷制品在投入市場前，有必要對此予以全方位的檢測。針對陶瓷材料，在具體檢測時可以選擇無損檢測的相關(guān)技術(shù)。結(jié)合陶瓷材料檢測的真實情況，探析無損檢測的具體運用方式。

陶瓷材料檢測；無損檢測技術(shù)；具體應(yīng)用

相比于其他材料，陶瓷材料本身就具備更脆弱的材質(zhì)特性。一旦受到損壞，那么陶瓷材料就很難再次被修復(fù)。同時，損壞后的陶瓷材料也不再能夠用來制作合格的器材。在具體制作之前，就需要借助無損檢測的手段來判斷陶瓷材料某個位置的損壞。只有經(jīng)過了先期檢測，才能夠保障陶瓷材料的優(yōu)質(zhì)性和可用性。最近幾年，在陶瓷檢測這個領(lǐng)域內(nèi)逐步引入了新型的無損檢測，可以借助自動化的陶瓷檢測方式來測查陶瓷內(nèi)部的缺陷。由此可見，陶瓷檢測過程中的無損檢測具備了獨特的技術(shù)優(yōu)勢，無損檢測這類新型技術(shù)可以推廣采用。

一、無損檢測的技術(shù)特性

在新的時期，無損檢測正在用于各類原材的檢測過程中。從技術(shù)原理而言，無損檢測保留了材料固有的理化性質(zhì)，在這種基礎(chǔ)上選用無損的方式來檢測原材的合格性。如果選用無損檢測，那么就能夠避免檢測過程對于材料帶來的損傷，與此同時也保留了陶瓷材料本身的價值[2]。在各個行業(yè)中，無損檢測都設(shè)置了差異性的檢測指標。針對陶瓷材料，無損檢測的根本宗旨就是要排除夾渣、氣孔或者裂紋的陶瓷，在最大限度上排除陶瓷的缺陷。

陶瓷材料由于本身的脆弱性，在具體使用時很容易損壞。從無損檢測而言，具體需要測出60至600μm這個范圍內(nèi)的陶瓷缺陷。某些裂紋在陶瓷內(nèi)部呈現(xiàn)了緩慢生長的狀態(tài)，對此就應(yīng)當測出200μm的缺陷；某些陶瓷具備優(yōu)良的韌性，對此檢測范圍就應(yīng)當調(diào)整至10至50μm。如果需要制作精密的航空構(gòu)件，那么檢測限度應(yīng)當設(shè)置為30μm以下。

二、具體技術(shù)應(yīng)用

隨著技術(shù)進步，無損檢測也可以運用于陶瓷檢測的特殊領(lǐng)域內(nèi)。最近幾年，技術(shù)更迭正在變得更加頻繁，與之相應(yīng)的無損檢測也逐步擴展了范圍，進而衍生了表面浸透檢測、顯微鏡或是射線檢測、超聲波的檢測等[3]。具體而言，針對陶瓷材料可以選擇如下方式的無損檢測：

（一）層析成像檢測

在檢測技術(shù)中，層析成像屬于新型的陶瓷檢測方式。在醫(yī)學領(lǐng)域內(nèi)，通常會用到X射線的疾病檢測，這種方式已經(jīng)推廣于臨床檢測中。層析成像的根本原理為：射線能夠穿透待測的陶瓷物品，進而獲得精確的物理量數(shù)值。根據(jù)測量得到的數(shù)值，相關(guān)人員就能夠據(jù)此判定斷面陶瓷的屬性。經(jīng)過反復(fù)的測定，就可以構(gòu)成三維的精密測量影像。

從目前來看，射線層析檢測已經(jīng)表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。這是由于，射線層析的無損檢測手段具備了優(yōu)良的密度分辨率，空間分辨率也相對很高，可達0.5%的分辨水平。針對金屬材料、空氣或陶瓷等，這類檢測方式都可以運用。針對不同類型的陶瓷材料，射線層析的檢測也擺脫了材料自身結(jié)構(gòu)以及形態(tài)的限制。然而截至目前，這種無損檢測仍消耗了較高成本，因而并不適合用來測定大規(guī)模的陶瓷原料。

（二）熱成像的檢測

熱成像的無損檢測，也就是紅外熱成像的陶瓷檢測技術(shù)，這種技術(shù)的根本原理為普朗克理論。在熱成像檢測的基礎(chǔ)上，能夠判斷熱輻射的有關(guān)現(xiàn)象。針對特定類型的陶瓷材料，發(fā)生缺陷的陶瓷表層位置通常呈現(xiàn)特定的溫度差。在這時，投影于表層的紅外線就可以識別溫度差，經(jīng)過掃描得到精確的缺陷位置。

從現(xiàn)狀來看，紅外熱成像方式的無損檢測具體包含了主動式以及被動式這樣兩類的檢測方式。詳細而言，主動式的紅外檢測需要經(jīng)過先期的熱處理，然后才進入掃描階段。與之相比，被動檢測技術(shù)不必加熱熱源，在檢測時可以直接引入紅外輻射。在檢測操作中，應(yīng)當確保足夠遠的距離。相比來看，紅外熱成像的相關(guān)技術(shù)具備優(yōu)良的靈敏度和便捷性，然而應(yīng)用范圍仍較窄。

（三）超聲波的檢測

在檢測陶瓷原材的過程中，超聲檢測是最常見的一類方式。針對缺陷判斷，超聲檢測通常表現(xiàn)出優(yōu)良的成效性。超聲檢測的根本機理為：超聲波在經(jīng)過陶瓷材料時，通常會發(fā)生衰減。因此，相關(guān)人員可以判斷聲速衰減的狀態(tài)，據(jù)此判定陶瓷微觀的力學特性以及組織特性。對于內(nèi)部發(fā)生的某些損耗，也可以判定精確的性質(zhì)。從研究現(xiàn)狀來看，無損檢測通常可達1.8%的波長缺陷。因此在具體的檢測運用中，超聲檢測還是具備較大的可行性的。

三、未來發(fā)展趨勢

最近幾年，陶瓷檢測的有關(guān)技術(shù)正在不斷更新，因此也出現(xiàn)了新型的檢測手段。在陶瓷制品無損檢測的范圍內(nèi)，針對陶瓷材料也引入了新型的檢測流程。例如：超聲檢測可以配備聚焦的探測頭，可以調(diào)整為25MHz的精確頻率。對于待測的陶瓷材料，探測頭能夠測定細小的空穴。在這個過程中，也可以設(shè)置400μm的超聲波長。引入新型技術(shù)，可以在較大程度上彌補檢測手段的缺陷，同時這樣做也提升了精準度。未來的應(yīng)用中，還可以繼續(xù)推廣新式的無損檢測。

例如：顯微成像技術(shù)以及聲發(fā)射的陶瓷檢測技術(shù)都屬于近些年的新式技術(shù)。在這其中，聲發(fā)射檢測能夠判斷陶瓷內(nèi)部的粘結(jié)和固化狀態(tài)，經(jīng)過詳細的判斷就可以給出精確的陶瓷強度。為了彌補技術(shù)弊病和缺陷，聲發(fā)射技術(shù)還可以配備轉(zhuǎn)換器等，因此能夠用來測量位移。經(jīng)過全面的改進，陶瓷檢測的無損技術(shù)就具備了更高的可行性，在降低整體成本的同時也表現(xiàn)出良性的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢。

結(jié)束語

從現(xiàn)狀來看，陶瓷制品已經(jīng)可以用于多領(lǐng)域中，陶瓷材料因此也表現(xiàn)出自身的重要價值。陶瓷材料具備獨特的材質(zhì)優(yōu)勢，能夠耐腐蝕并且抗磨損，在高溫狀態(tài)下也不會遭受損壞。然而，如果陶瓷表層已經(jīng)隱藏裂痕，那么將會破壞陶瓷制品整體的性能，影響到陶瓷的質(zhì)量。引入無損檢測，可以在最大程度上發(fā)現(xiàn)陶瓷材料某些部位的損傷，因地制宜選擇最合適的檢測手段以及流程。未來的實踐中，相關(guān)人員還需要不斷歸納技術(shù)經(jīng)驗，服務(wù)于陶瓷檢測的精確性提高。

[1]卜凡艷,韓劍眾.無損檢測技術(shù)在食品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技,2012（07）:221-224.

[2]田欣利,王健全,但偉等.工程陶瓷微缺陷無損檢測技術(shù)的研究進展[J].中國機械工程,2012（21）:2639-2645.

[3]李明科,陳衛(wèi)民,李衛(wèi)東等.無損檢測技術(shù)在陶瓷材料檢測中的應(yīng)用[J].科技傳播,2012（11）:157+89.