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俄科學家提出一種控制航空材料質量的新方法

俄科學家提出一種控制航空材料質量的新方法

俄羅斯衛星通訊社

俄羅斯托木斯克理工大學 (TPU) 的科學家作為國際科學團隊的一部分，提出了一種在不破壞航空航天材料的情況下實施質量控制的新方法。 2024年4月17日, 俄羅斯衛星通訊社

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研究結果發表在《無損評估雜誌》(Journal of Nondestructive Evaluation)上。如今，在航空工業中，越來越多地使用由具有不同物理和化學特性的兩層或多層組成的多組分材料——復合材料。當這些層組合在一起時，就會出現一種新材料，它具有天然材料所不具備的特性。此外，專家介紹說，復合材料的使用可以在減輕結構重量的同時，改善其特性並使其更堅固。托木斯克理工大學的專家指出，此類材料的製造是一個複雜的多階段技術過程，可能會導致看不見的缺陷，因此必須單獨檢查每種製成品。為了診斷成品零件，使用無損檢測方法，不需要拆卸物體或使其退役。 一種傳統方法是熱監測，其中材料的表面被加熱，並使用熱成像儀記錄其冷卻時的溫度。專家解釋說，目前使用的方法存在許多困難，因為材料在加熱時表面粗糙且發射率不均勻。 溫度隨時間的變化會導致熱干擾和內部缺陷造成的溫度“信號”丟失。托木斯克理工大學的科學家開發了一種對航空航天工業中使用的復合材料進行熱無損檢測的新方法。專家表示，這將使材料的控制更加可靠，並防止內部缺陷導致信號丟失。這種方法的本質是利用強制冷卻與主加熱脈衝相結合來檢測航空航天工業所需的碳纖維和玻璃纖維塑料中的缺陷。托木斯克理工大學工業層析成像中心高級研究員阿爾謝尼· 丘爾科夫（Arseny Chulkov）表示，在加熱後的某個時間點對所研究的表面使用強制冷卻會導致一個有趣的現象——樣品表面的多餘溫度下降到其初始溫度，而內部結構仍然“散髮”熱量。他還指出，人為地增加溫度信號會增加檢測內部缺陷的可能性。 此外，與傳統的熱控制程序不同，組合加熱和強制冷卻程序不需要高熱負荷即可在缺陷區域提供可靠的結果。托木斯克理工大學表示，根據研究結果，科學家正在開發一種新型便攜式探傷儀，其原型機將於 2024 年底準備就緒。丘爾科夫介紹說，它將適用於監測光學透明和半透明復合材料的缺陷。這項研究得到了俄羅斯科學基金會的支持。

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