冲发生器，2为示波器，3为发射探头，4为接收探头，5为试块。
[0018]图2中，1为脉冲发生器，2为水槽，3为接收探头，4为发射探头，5为电脑，6为试块。
[0019]图3中，1为脉冲发生器，2为非线性超声系统，3为阻抗匹配器，4为衰减器，5为发射 探头，6为试块，7为接收探头，8为带通滤波器，9为前置放大器，10为电脑。
【具体实施方式】
[0020] 下面为本发明实施案例，给出的实例仅为了阐述本方法，而不是为了限制本方法 的范围。
[0021 ] 实施例一 (1) 如图1所示，对待检材料碳纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料一一CFCC用穿透法进行 逐点声速测量。测试流程:将待检材料划分成小方格，使用一发一收穿透法测量 每一个方格点的声速，检测过程为:脉冲发生器向频率为2.25MHz换能器发射超声波信号， 经耦合剂进入待检材料中，超声波到达材料底面后被频率为2.25MHz接收换能器接收，接收 信号在示波器上进行显示，读取接收信号信息，计算出材料声速。记录每一点的声速后，使 用matlab插值法对数据进行处理，将各点声速进行成像，用声速的分布图反映材料均匀性； (2) 如图2所示，将待检材料放入水浸超声波检测系统，进行检测;检测过程为:将待检 材料放入超声波检测系统，脉冲发生器向频率为2.25MHz换能器发射超声波信号，经水介质 进入待检材料中，超声波到达材料底面后被频率为2.25MHz接收换能器接收，再经换能器的 压电转换效应传回脉冲发生器，所有发射与接收信号均由脉冲发生器传给数字示波器进行 显示与分析。利用软件对结果进行处理，用接收波幅值大小成像处理结果。闸门高度根据实 际情况进行调整，使试块上各个部分的衰减都得以体现。
[0022] (3)将待检材料划分成25mm*25mm小方格，使用RAM-5000-SNAP非线性超声测试系 统测量材料的二阶、三阶非线性系数;检测过程为：由非线性超声测试系统产生脉冲周期为 20周期，电压幅值为200V，中心频率为2.25MHz的激励信号，依次经过衰减器，高能低通滤波 器后，作用在所选用的铌酸锂晶片上，使其激发出大振幅超声波，通过耦合剂耦合后进入待 检材料中，大振幅超声波与材料中的孔隙等微缺陷相互作用后，由中心频率为4ΜΗz的 Olympus宽带探头接收，经过高通滤波器滤波后回到RAM-5000-SNAP非线性超声测试系统进 行信号处理和谐波分析。计算出二阶、三阶非线性系数后，再用matlab对其进行成像。
[0023]以上所述是本方法的较佳实例，故凡依本发明申请范围所述特征、原理等所做的 等效变化或修饰，均包括于本发明申请范围内。
【主权项】
1. 纤维增韧陶瓷基复合材料均匀性评价方法，其特征在于方法步骤如下： (1) 将待检材料划分成小方格，使用一发一收穿透法测量每一个方格点的声速，评价过 程为:脉冲发生器向换能器发射超声波信号，经耦合剂进入待检材料中，超声波到达材料底 面后被接收换能器接收，接收信号在示波器上进行显示，读取接收信号信息，计算出材料声 速，记录每一点的声速后，使用matlab插值法对数据进行处理，将各点声速进行成像，用声 速的分布图反映材料均匀性； (2) 将待检材料放入水浸超声波检测系统，进行检测；检测过程为:将待检材料放入超 声波检测系统，脉冲发生器向换能器发射超声波信号，经水介质进入待检材料中，超声波到 达材料底面后被接收换能器接收，再经换能器的压电转换效应传回脉冲发生器，所有发射 与接收信号均由脉冲发生器传给数字示波器进行显示与分析;利用软件对结果进行处理， 用闸门框住接收波，因其材质本身的不均匀性导致接收波的幅值不相同，从而利用接收波 幅值成像处理结果，可以得到材料衰减的不均匀性;闸门高度根据实际情况进行调整，使试 块上各个部分的衰减都得以体现； (3)将待检材料划分成小方格，使用RAM-5000-SNAP非线性超声测试系统测量材料的二 阶、三阶非线性系数;评价过程为：由非线性超声测试系统产生脉冲周期，发射激励信号，依 次经过衰减器，高能低通滤波器后，作用在所选用的铌酸锂晶片上，使其激发出大振幅超声 波，通过耦合剂耦合后进入待检材料中，大振幅超声波与材料中的孔隙等微缺陷相互作用 后，由宽带探头接收，经过高通滤波器滤波后回到RAM-5000-SNAP非线性超声测试系统进行 信号处理和谐波分析;计算出二阶、三阶非线性系数后，再用matlab对其进行成像。2. 根据权利要求1所述的纤维增韧陶瓷基复合材料均匀性方法，其特征在于:所述步骤 (1)中的超声波检测系统，主要包括脉冲发生器、换能器、数字示波器;脉冲发生器分别连接 数字示波器和两个换能器。3.根据权利要求1所述的纤维增韧陶瓷基复合材料均匀性方法，其特征在于:所述步骤 (1)、（3)中的方格尺寸可根据换能器直径进行调整。4.根据权利要求1所述的纤维增韧陶瓷基复合材料均匀性方法，其特征在于：所述步 骤(1)、（3)中的耦合剂为水性高分子凝胶，导声性能良好，对探头无腐蚀，无损伤。
【专利摘要】本发明公开了纤维增韧陶瓷基复合材料均匀性评价方法，方法步骤为：（1）用材料各点声速对材料密度均匀性进行评价。（2）用材料的幅值衰减特性对材料材质均匀性进行评价。（3）用材料非线性特征对材料孔隙均匀性进行评价。本发明的有益效果在于：由于复合材料制备过程造成的材质不均匀，不同试块声速或同一试块不同位置声速声衰减均存在明显差异。通过声速图像、幅值信息图像、非线性特征图像的分布情况可以反映该材料的材质均匀性。材料声学特性的较大离散性有助于利用其变化规律，判断材料均匀性变化，定性或定量解决材料性能表征的问题。
【IPC分类】G01N29/07, G01N33/38
【公开号】CN105424810
【申请号】CN201510764519
【发明人】陆铭慧, 段涵呓, 邓勇, 刘勋丰
【申请人】南昌航空大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月11日