隨著當今科學技術的告訴發展，對材料的要求越來越高，由單一物質構成的材料已經無法滿足人們的要求，因此由兩種及兩種以上的物質構成的復合材料逐漸成為當今人們關注的焦點，并在各個行業展現出了不可估量的發展前景。在大力提倡智能環保的今天，開發高性能、高附加值的復合材料成為復合材料發展的必然趨勢，碳纖維復合材料作是一種先進復合材料，對其研究不可忽視。

1 碳纖維復合材料

碳纖維復合材料是由兩種或兩種以上不同元素、不同形裝、不同性質的物質復合形成的新型材料。各種物質在性質和功能上能夠互相補充互相彌補，增強物質的功能和效應，使碳纖維復合材料的總體功能和性質比組成物質優越，并且能夠滿足各種不同的場合和場所的要求。

碳纖維復合材料在軍事領域的應用有導彈發動機的殼體、民兵系列發動機的噴管擴張段等，國外先進戰略、戰術固體火箭發動機等方面都有較多的應用，是因其較高的比強度、比模量。碳纖維復合材料除了在軍事領域有應用外，在民用領域也有很多應用，如飛機的外殼構件、動車組的剎車系統、汽車的復合材料結構件、汽車的高性能碳纖維軸承、漁桿、滑雪板、球拍等。由于碳纖維生產成本的逐步下降和生產規模的擴大，其應用也必將迅速擴大，如新型電極材料、增強混凝土、新型取暖裝置乃至日常生活用品等方面。同時對其質量和性能的要求也會提高。

2 無損檢測

所謂無損檢測，就是在不破壞被檢測物質原來的形狀和大小、不改變被檢測物質的性質和功能的基礎上，對物質的結構和功能進行檢測，并能夠保證被檢測物質的可靠性和安全性的檢測技術。該技術是利用聲、光、熱、電、磁等對物質內部結構、存在的缺陷、造成的損傷和物質的質量等進行檢測，并達到對物質的判斷和評價。

3 無損檢測技術在碳纖維復合材料檢測中的應用

碳纖維復合材料在生產工藝過程中，碳纖維復合材料在生產制造和使用過程中之所以存在缺陷和遭受損傷，是由于受到碳纖維的形狀和大小不規則、制作過程中的化學反應速率、各種元素的占有量、結合用的樹脂的用量和粘度等的影響。為了更好地利用碳纖維復合材料，在使用前和使用中都要能夠實施對其檢測，因此無損檢測技術成了不可缺少的檢測方法使其應用到碳纖維復合材料的檢測中。

碳纖維復合材料制成后的損傷和缺陷的檢測是非常重要的，這樣不僅能檢測出碳纖維復合材料的損傷和缺陷的所在，還能檢測和評估其性能的好壞。無損檢測方式很多，針對碳纖維復合材料不同的損傷和缺陷形式，應采用不同的無損檢測手段。碳纖維復合材料表面有裂紋與損傷可用目視法，表面貫穿裂紋與分層可用滲透法，內部缺陷檢測，厚度測量，材料性能表征可用超聲波法，表面微裂紋、孔隙、夾雜、貧膠、纖維斷裂等可用 X 射線法，載荷試驗過程中的裂紋產生與擴展可用聲發射法，膠接構件可用激光全息法，不同的檢測方式都有其優缺點。

無損檢測技術被應用到碳纖維復合材料的損傷和缺陷的檢測中的方法有超聲波檢測法、X 射線檢測法、聲發射檢測法。無損檢測技術是一門應用型技術學科并建立在現代科學技術基礎之上，它具有較強的工藝性或操作性并著重于科學技術的具體應用，。操作過程的熟練程度，在檢測結果的準確性方面有很大程度的決定作用。

4 碳纖維復合材料的超聲波檢測

超聲波是可以檢測但是人耳卻聽不到的聲波，頻率范圍在 20KHz－ 103MHz 之間，它在介質中可以傳播、反射、折射、干涉、衍射、轉換波形。超聲波檢測是利用聲波的傳播、反射、折射、干涉、衍射、轉換波形等特性實現超聲波探傷的目的。若要實現探測缺陷的大小和位置可根據超聲波在被檢測材料中的衰減、反射與共振的情況來判斷，若要實現探測缺陷的類型可根據超聲波在被檢測材料中的傳播的情況和實際探傷經驗來判斷。超聲波在檢測復合材料構件缺陷的同時，也能檢測復合材料構件的質量，這對復合材料構件應用的安全性提供了保障。超聲波檢測可以分為反射法和穿透法，對于由碳纖維復合材料制成的大型結構的構件在檢測時贏采用水噴穿透法和水噴脈沖反射法，對于由碳纖維復合材料制成的較厚結構的構件在檢測時贏采用直探頭脈沖反射法，，對于由碳纖維復合材料制成的薄的曲率不大的構件在檢測時贏采用帶延遲塊的直探頭脈沖反射法，對于由碳纖維復合材料制成的平面層壓板在檢測時贏采用帶延遲塊的直探頭脈沖反射法。

碳纖維復合材料無損檢測中應用的最為廣泛的無損檢測探傷方法之一超聲波法，已經有很多人在這方面做出了研究。許有昌利用超聲波檢測對碳纖維復合材料艙體艙體結構特點和缺陷產生的原因進行了專門的研究，認為對碳纖維復合材料艙體縮比件的缺陷檢測應采用超聲波檢測。魏勤等利用超聲波對鋁基 SiC 復合材料進行了研究，研究過程中 Al/SiC 材料中的裂痕或凝聚物直觀地顯示出來，便于我們判定工件的缺陷的位置。

5 結束語

碳纖維復合材料在投入使用前和使用中出現結構損傷是無法避免，這是由碳纖維復合材料本身的結構特點和成型方法決定的。但是當碳纖維復合材料制成的構件要被應用到非常重要的航空、航天領域時，對其結構的安全性和可靠性的要求就非常高。所以由碳纖維復合材料制成的構件的缺陷和損傷的檢測就顯得十分重要。近年來，無損檢測技術在碳纖維復合材料檢測中的應用已成為人們關注的焦點，它不僅能檢測構件的缺陷和損傷，還能檢測構件的質量。無損檢測技術中超聲波檢測法是應用最廣泛、使用頻率最高的一種無損檢測技術，體現在保證產品可靠性和安全性上。

參考文獻

［1］魏勤，等超聲 C 掃描成像系統在鋁基復合材料無損檢測中的應用［J］． 華東船舶丁業學院學報，2000，14．

［2］許有昌． 碳纖維復合材料艙體超聲波檢測工藝研究［D］． 南京: 南京理工大學，2006．

［3］王小永，錢華． 先進復合材料中的主要缺陷與無損檢測技術評價［J］． 無損探傷，2006，30．

［4］唐桂云，等先進復合材料的無損檢測［J］． 纖維復合材料，2006，3．