隔热材料分层缺陷试块、制备标定方法和灵敏度测试方法与流程

本发明涉及复合材料无损检测，尤其涉及一种隔热材料分层缺陷试块及其制备标定方法和灵敏度测试方法。

背景技术：

1、以气凝胶为基体的隔热材料因其具备优良的隔热性能在飞行器领域得到了广泛的应用。然而隔热材料在成型过程中内部可能会产生影响最终使用性能的分层缺陷，必须在装配前、后对隔热材料的内部分层缺陷进行检测，确保飞行器的安全运行。

2、以气凝胶为基体的隔热材料是一种多孔隙、低密度的复合材料，常规的超声、射线、红外、磁粉、涡流、渗透等方法均无法对其内部分层缺陷进行检测，目前可行的检测方法为工业ct和太赫兹两种方法，然而采用工业ct和太赫兹对分层缺陷检测时，需要规定检测分层间隙厚度、分层大小、分层深度，其中分层厚度的大小会影响工业ct、太赫兹的检测分辨率。不同结构、不同厚度、不同使用条件下的隔热材料，对内部分层缺陷的厚度、大小、深度等要求也不一样，因此，在对实际隔热产品进行检测前，需要根据待检测产品内部分层缺陷的热点，制备符合产品检测要求的分层缺陷对比试块，试块内部要预置与待检测产品要求相同尺寸、深度、厚度的分层缺陷，并对内部分层缺陷进行标定，并利用该试块测试工业ct及太赫兹等方法对该类隔热材料内部分层缺陷检测灵敏度，用来评价选择的检测设备及检测参数是否满足隔热材料内部缺陷检测要求，确保检测结果的可靠性。

3、但是，以气凝胶为基体的隔热材料成型工艺复杂，难以在成型过程中在内部精确预置一定尺寸的分层缺陷，由于其刚性较差，难以直接通过机械加工的方法在隔热材料内部产生一定尺寸及厚度的分层间隙。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种隔热材料分层缺陷试块及其制备标定方法和工业ct法或太赫兹法检测隔热材料分层缺陷的检测灵敏度测试方法，用以解决现有的以气凝胶为基体的隔热材料难以在成型过程中在内部精确预置一定尺寸的分层缺陷的问题。

2、一方面，本发明实施例提供了一种隔热材料分层缺陷试块，所述隔热材料分层缺陷试块包括基体，所述基体的上表面设置有一个或多个槽，所述槽包括上表面开口和一个侧面开口，所述基体的上表面设置有与所述基体上表面匹配的基体盖板；

3、所述每个槽内设置有与所述槽相匹配的堵块，每个所述堵块的上方对应设置有堵块盖板，所述堵块盖板的边缘与基体盖板的上表面有重叠，所述堵块盖板与所述基体盖板通过螺栓连接，且所述堵块盖板与所述基体盖板之间设置有弹性垫片；

4、所述堵块的高度不小于槽的深度、基体盖板的厚度与弹性垫片的厚度之和，所述堵块的下表面与所述槽的底面之间有间隙。

5、优选地，所述基体为长方体，所述槽为方槽。

6、优选地，所述基体的上表面设置有一个槽，所述槽在垂直基体上表面方向的深度等于产品内部需要检测分层缺陷的最大深度，所述槽的长和宽为产品内部需要检测分层缺陷的最小尺寸。

7、优选地，所述基体的上表面设置有多个槽，多个所述槽在垂直基体上表面方向的深度包括产品内部需要检测分层缺陷的最大深度，多个所述槽的长和宽包括产品内部需要检测分层缺陷的最小尺寸。

8、优选地，所述堵块的长和宽与所述槽的长和宽相等。

9、优选地，所述基体和所述堵块的材料与被检测产品的材料相同或相似。

10、优选地，所述基体盖板和堵块盖板的厚度分别为2-4mm。

11、优选地，所述基体盖板和堵块盖板分别为铝合金、玻璃纤维树脂基复合材料和碳纤维树脂基复合材料中的一种。

12、另一方面，本发明实施例提供了一种上述隔热材料分层缺陷试块的制备标定方法，所述方法包括：

13、(a)制备基体、堵块、基体盖板和堵块盖板；

14、(b)将基体盖板盖在基体的上表面，将堵块对应放置在基体的槽中，将堵块盖板与堵块对应放置，且将弹性垫片置于堵块盖板与基体盖板之间，用螺栓将堵块盖板与基体盖板之间固定；

15、(c)将厚度与待测缺陷厚度相同的塞尺放置在堵块的下表面与槽的底面之间，通过调整螺栓使的塞尺的上表面与堵块的下表面接触，塞尺的下表面与槽的底面接触；

16、(d)对步骤得到的试块进行高分辨率ct扫描，通过ct切片图像测量分层间隙的高度，并根据测量值继续调整螺栓，使得堵块的下表面与槽的底面完全平行，取出塞尺，即得到制备标定好的隔热材料分层缺陷试块。

17、第三方面，本发明实施例还提供了一种工业ct法或太赫兹法检测隔热材料分层缺陷的检测灵敏度测试方法，所述方法采用上述隔热材料分层缺陷试块的制备标定方法得到的隔热材料分层缺陷试块进行测试。

18、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

19、1、本发明的隔热材料分层缺陷试块可以通过调节螺栓调整试块的分层间隙厚度，在制备过程中通过塞尺和ct标定可以精确控制试块分层间隙厚度，从而使得同一个试块通过螺栓调节适应于不同分层厚度的缺陷检测要求。

20、2、本发明的隔热材料分层缺陷试块通过工业ct进行标定，可以根据ct图像测量结果来调整分层间隙的厚度，避免仅采用塞尺只能测量堵块下表面与槽的底面之间的最小厚度的不足，可以保证堵块的下表面与槽的底面之间(面与面之间)的分层间隙厚度的一致性。

21、3、本发明的隔热材料分层缺陷试块及其制备标定方法，可以在同一试块上通过螺栓去调整间隙厚度，从而制备不同厚度的分层缺陷，适用于该类隔热材料不同的分层缺陷检测要求，通用性较强。

22、4、本发明的隔热材料分层缺陷试块可以用于工业ct、太赫兹两种方法对分层缺陷检测灵敏度的评定。

23、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种隔热材料分层缺陷试块，其特征在于，所述隔热材料分层缺陷试块包括基体(1)，所述基体(1)的上表面设置有一个或多个槽(2)，所述槽(2)包括上表面开口和一个侧面开口，所述基体(1)的上表面设置有与所述基体(1)上表面匹配的基体盖板(4)；

2.根据权利要求1所述的隔热材料分层缺陷试块，其特征在于，所述基体(1)为长方体，所述槽(2)为方槽。

3.根据权利要求2所述的隔热材料分层缺陷试块，其特征在于，所述基体(1)的上表面设置有一个所述槽(2)，所述槽(2)在垂直基体(1)上表面方向的深度等于产品内部需要检测分层缺陷的最大深度，所述槽(2)的长和宽为产品内部需要检测分层缺陷的最小尺寸。

4.根据权利要求2所述的隔热材料分层缺陷试块，其特征在于，所述基体(1)的上表面设置有多个所述槽(2)，多个所述槽(2)在垂直基体(1)上表面方向的深度包括产品内部需要检测分层缺陷的最大深度，多个所述槽(2)的长和宽包括产品内部需要检测分层缺陷的最小尺寸。

5.根据权利要求3或4所述的隔热材料分层缺陷试块，其特征在于，所述堵块(3)的长和宽与所述槽(2)的长和宽相等。

6.根据权利要求1所述的隔热材料分层缺陷试块，其特征在于，所述基体(1)和所述堵块(3)的材料与被检测产品的材料相同或相似。

7.根据权利要求1所述的隔热材料分层缺陷试块，其特征在于，所述基体盖板(4)和堵块盖板(5)的厚度分别为2-4mm。

8.根据权利要求7所述的隔热材料分层缺陷试块，其特征在于，所述基体盖板(4)和堵块盖板(5)分别为铝合金、玻璃纤维树脂基复合材料和碳纤维树脂基复合材料中的一种。

9.根据权利要求1-8所述的隔热材料分层缺陷试块的制备和标定方法，其特征在于，所述方法包括：

10.一种工业ct法或太赫兹法检测隔热材料分层缺陷的检测灵敏度测试方法，其特征在于，所述方法采用由权利要求9所述的制备标定方法得到的隔热材料分层缺陷试块进行测试。

技术总结
本发明涉及一种隔热材料分层缺陷试块、制备标定方法和灵敏度测试方法，属于材料检测领域，解决了现有的隔热材料难以在成型过程中在内部精确预置分层缺陷的问题。试块包括基体，基体的上表面设置有一个或多个槽，槽包括上表面开口和一个侧面开口，基体的上表面设置有与基体匹配的基体盖板；每个槽内有与槽匹配的堵块，每个堵块的上方对应设置堵块盖板，堵块盖板边缘与基体盖板上表面有重叠，堵块盖板与基体盖板通过螺栓连接，堵块盖板与基体盖板之间设置弹性垫片；堵块的高度不小于槽的深度、基体盖板的厚度与弹性垫片的厚度之和，堵块下表面与槽底面之间有间隙。该试块分层间隙厚度精确且可调。

技术研发人员：江柏红,高晓进,高增华,于士章,张丽娟,张昊,董家驹
受保护的技术使用者：航天特种材料及工艺技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1