Неразрушающий контроль композиционных материалов

Композиты – это многокомпонентные материалы, состоящие из матрицы (полимерной, металлической, углеродной, керамической), армированной наполнителями из волокон, нитевидных кристаллов, или тонкодисперсных частиц. По структуре наполнителя КМ подразделяют на волокнистые (армированы волокнами и нитевидными кристаллами), слоистые (армированы пленками, пластинками, слоистыми наполнителями), дисперсноармированные или дисперсноупрочненные (с наполнителем в виде тонкодисперсных частиц). Матрица в КМ обеспечивает монолитность материала, передачу и распределение напряжения в наполнителе, определяет физико-технологические свойства.

Структурная неоднородность композиционных материалов, значительно затрудняет использование традиционных методов неразрушающего контроля, что приводит к сложности объективной оценки качества.

Все дефекты композиционных материалов можно разделить на производственные дефекты, которые появляются в конструкциях либо в процессе их изготовления, либо в процессе изготовления составляющих материалов компонента, и эксплуатационные повреждения, возникающие в процессе эксплуатации. По размеру различают микро-, мини- и макродефекты.

Микродефекты – это дефекты армирующих волокон (микротрещины, микровключения, микропустоты, отклонения от формы, изломы и др.), дефекты матрицы в промежутках между элементарными волокнами (микропоры, микротрещины, микровключения и др.), дефекты на поверхности раздела волокно–матрица и др.

Минидефекты – это крутка, искривления, разориентация волокон, мелкие риски, царапины, вмятины, обрыв отдельных нитей, жгутов или групп элементарных волокон.

Макродефекты – это трещины, пересекающие слои вглубь (надрезы), раковины, вмятины на поверхности КМ, дефекты ударного характера, растрескивание, расслоения, выпучивания, не проклеи, воздушные макровключения и др.

В настоящий момент в России действует стандарт ГОСТ Р 56787-2015 регламентирующий использование неразрушающего контроля полимерных композитов, а также дефекты, которые могут быть обнаружены.

Варианты неразрушающего контроля: