眾所周知，陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、密度小等優(yōu)良性能，在燃?xì)廨啓C(jī)、汽車、內(nèi)燃機(jī)、熱交換器等各種工作機(jī)械或精密工具中制成各種零部件以取代傳統(tǒng)材料，應(yīng)用前景十分廣闊。然而，陶瓷是典型的脆性材料，由于陶瓷材料制造工藝復(fù)雜工序多，即使在同樣的工藝條件下，各零件的強(qiáng)度差異也很大，成批生產(chǎn)時(shí)質(zhì)量不易準(zhǔn)確控制。如果能夠用無損評價(jià)（ＮＤＥ）和斷裂力學(xué)相結(jié)合的方法，研究微觀組織和理想的力學(xué)性能的關(guān)系，充分發(fā)揮材料的潛力，用無損檢測技術(shù)（ＮＤＴ），將在陶瓷制造初期時(shí)就剔除廢品，可避免無價(jià)值的加工所造成的損失；和制造工藝結(jié)合，優(yōu)化工藝，這樣，不但可以挽回經(jīng)濟(jì)損失，避免構(gòu)件失效，提高產(chǎn)品壽命，而且還縮短了材料開發(fā)制造周期，在陶瓷材料制造領(lǐng)域中，具有很大的意義。
用于陶瓷無損檢測的方法除表面浸透檢測外，主要有：Ｘ射線層析成像、紅外熱成像、超聲Ａ掃描及Ｃ掃描、聲發(fā)射、微焦點(diǎn)Ｘ射線、超聲顯微鏡等。近年來，這些方法已在自動化技術(shù)、探測器技術(shù)、信息處理和資料存儲等方面取得很大的進(jìn)展，特別是用于航天航空領(lǐng)域的陶瓷基復(fù)合材料構(gòu)件的制造中發(fā)揮著極為重要的作用。
１、Ｘ射線層析成像法（Ｘ—ＣＴ）
（Ｘ—ＣＴ）的特點(diǎn)是：（１）高的空間分辨率和密度分辨率（通常＜０．５％）；（２）高檢測范圍（１～１０６）；（３）成像的尺寸精度高，可實(shí)現(xiàn)直觀的三維圖像；（４）在有足夠的穿透能量下，可不受試件幾何結(jié)構(gòu)的限制等。局限性表現(xiàn)為：檢測效率低、檢測成本高、雙側(cè)透射成像，不適于平板薄件的檢測以及大型構(gòu)件的現(xiàn)場檢測�；谒奶攸c(diǎn)，其用途主要?dú)w結(jié)為以下幾個(gè)方面：（１）非微觀缺陷的檢測；（２）密度分布的測量；（３）內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸的精確測量；（４）裝配結(jié)構(gòu)和多余物檢測；（５）三維成像與ＣＡＤ／ＣＡＭ等制造技術(shù)結(jié)合而形成的所謂反饋工程。
�。病� 紅外熱成像法
在紅外無損檢測中，當(dāng)物體受到熱激發(fā)時(shí)，熱量將在其內(nèi)部進(jìn)行傳遞。當(dāng)物體內(nèi)部存在缺陷時(shí)，就會改變物體表面的熱傳導(dǎo)特性，熱傳導(dǎo)特性的改變將會導(dǎo)致熱分布發(fā)生變化，從而使物體表面的溫度發(fā)生差異。用紅外熱像儀檢測出物體表面的這種溫度差異，即可判斷被測試樣中是否存在缺陷以及缺陷存在的情況。
紅外無損檢測是在非接觸、可遠(yuǎn)距離操作條件下進(jìn)行，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：（１）靈敏度高，速度快；（２）檢測儀器結(jié)構(gòu)較簡單；（３）使用安全，信號處理速度高，可建立自動檢測系統(tǒng)；（４）受工件表面光潔度影響��；（５）檢測用途廣泛。它的缺點(diǎn)是：受產(chǎn)品表面及背景輻射的影響；靈敏度受缺陷大小和深度的影響；不能非常精確地測定缺陷的大小、形狀和位置；溫度記錄曲線的解釋困難，并且需要有專業(yè)操作人員。
�。�、超聲檢測
在陶瓷材料的無損檢測中，超聲檢測是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，它不僅能檢測分層、氣孔、裂縫和夾雜等缺陷，而且在判別密度差異、彈性模量、厚度等特性和幾何形狀的變化方面也具有一定的能力。
激光超聲陶瓷無損評價(jià)，克服了傳統(tǒng)耦合法難以適應(yīng)在線檢測及高溫、高濕條件下的陶瓷檢測的缺點(diǎn)，具有非接觸性、寬帶、定量、多波型（能同時(shí)激發(fā)縱波、橫波、表面波）、時(shí)空分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，使其既適于陶瓷制作過程監(jiān)測，又能對成品進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)。ＳＬＡＭ應(yīng)用于重要部位陶瓷材料檢測，如航空、航天構(gòu)件。它對面型、體積缺陷有很好的檢測能力，而且對內(nèi)部裂紋及表面空穴的檢測也有較好的效果，但是構(gòu)件的表面狀況對檢測可靠性有很大的影響。
陶瓷的超聲Ｃ掃描是檢測陶瓷內(nèi)部缺陷位置、大小和分布狀態(tài)的有效方法，能檢測氣孔、裂紋、夾雜和孔隙率等，特別是可以清晰地顯示出所有的夾雜物，包括對Ｘ射線不敏感的非鐵夾雜物，可根據(jù)成像圖形測定缺陷的大小。超聲波掃描檢測精度高，但需要耦合劑和與部件兩面接觸，其優(yōu)點(diǎn)是能檢測多層層疊整個(gè)深度內(nèi)的裂紋和不連續(xù)性。常規(guī)Ｃ掃描受到陶瓷材料氣孔率的限制，在陶瓷檢測中，一般使用高頻來檢測小缺陷。掃描聲顯微鏡（ＳＡＭ）比常規(guī)Ｃ掃描應(yīng)用更為廣泛，它的工作頻率可達(dá)２０～２００ＭＨＺ，此時(shí)對表面及亞表面的檢測可分辨率可達(dá)１～２μｍ。ＳＡＭ的特點(diǎn)如下：（１）橫向分辨率高，縱向分辨率低，適用于測量與聲速垂直的面狀缺陷；（２）可測曲面樣品；（３）靈敏度與檢測深度有關(guān)；（４）對表面光潔程度需求較高；（５）水中聲速和陶瓷中聲速差異使焦點(diǎn)變形大。信號處理技術(shù)應(yīng)用于Ｃ掃描成像會更明顯改善成像效果，如信號平均、濾波技術(shù)、合成孔徑聚焦、時(shí)間渡越衍射、頻譜分析等都能改善散射或衰減造成的影響。
�。�、聲發(fā)射（ＡＥ）檢測
�。粒攀菍μ沾刹牧线M(jìn)行無損檢測的一種有效的方法。它與超聲密切相關(guān)，被視為是一種很有潛力的檢測方法，特別是監(jiān)測材料的固化和粘結(jié)情況，損傷程度定位以及預(yù)測最終強(qiáng)度方面很有發(fā)展前景。ＡＥ檢測具有以下特征：可檢測微裂紋；能檢測裂紋位置，可適用于復(fù)雜形狀的構(gòu)件；由分析可得到微斷裂面積、開裂時(shí)間的定量資料。
�。�、微焦點(diǎn)Ｘ射線
微焦點(diǎn)Ｘ射線檢測有３種方法：（１）接觸顯微射線照相，即按常規(guī)幾何射線照相，然后以光學(xué)或高倍放大射線照片；（２）使用很小焦點(diǎn)的Ｘ射線設(shè)備，在射線照相過程中進(jìn)行幾何放大；（３）非對稱衍射，實(shí)際上是Ｘ射線透鏡，放大低能Ｘ射線圖像。
陶瓷顯微Ｘ射線照相檢驗(yàn)可以揭示表面和內(nèi)部的小尺寸缺陷，可以檢測的缺陷尺寸決定于在樣品厚度上出現(xiàn)的對比度和由檢測器的不清晰度及系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)決定的系統(tǒng)的空間分辨率特征�？斩春偷兔芏葏^(qū)，如其尺寸適于檢驗(yàn)系統(tǒng)的分辨力和對比度也能夠檢測，例如１００μｍ的空洞為５ｍｍ厚度樣品的２％；對于良好的顯微射線照相操作，這樣尺寸和對比度的空洞是能夠檢驗(yàn)的。在適宜的條件下裂紋也是能夠檢測的，但裂紋的方位應(yīng)與Ｘ射線的方向一致。陶瓷中與密度或厚度相關(guān)聯(lián)的其它變化，如果與射線照相系統(tǒng)的性能相適應(yīng)，也能檢測出來。
�。�、結(jié)語
無損檢測技術(shù)（ＮＤＴ）在檢測和評價(jià)陶瓷材料結(jié)構(gòu)損傷和控制生產(chǎn)質(zhì)量方面，仍將繼續(xù)發(fā)展。在陶瓷材料領(lǐng)域，ＮＤＴ將逐漸成為全面質(zhì)量管理中的重要一環(huán)，這對保證陶瓷材料在工作中安全運(yùn)行將起到十分重要的作用。隨著儀器自動化程度以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)水平的不斷提高，ＮＤＴ不僅對缺陷探測愈加重要，而且將成為工藝控制的更有效的方法。
