碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的超聲評價.pdf

1、碳納米管增強(qiáng)鋁基（CNTs/Al）復(fù)合材料作為一種新型鋁基復(fù)合材料，在航空航天、儀器儀表等一些尖端技術(shù)領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用前景。然而在其制備過程中，由于碳納米管的分散性能不好，容易生成碳納米管團(tuán)聚缺陷，嚴(yán)重降低了復(fù)合材料的力學(xué)性能。此外，碳納米管大小一般為納米級到微米級，所以復(fù)合材料中很容易出現(xiàn)微觀碳納米管團(tuán)聚缺陷，這給復(fù)合材料的檢測與評價增加了難度。因此，本研究提出了采用非線性超聲檢測技術(shù)對CNTs/Al復(fù)合材料中的碳納米管團(tuán)聚缺陷進(jìn)行

2、表征，并與傳統(tǒng)的線性超聲檢測技術(shù)進(jìn)行了比較，初步實(shí)現(xiàn)了CNTs/Al復(fù)合材料的超聲評價。
　　首先，采用攪拌摩擦加工法制備實(shí)驗(yàn)試塊。通過改變攪拌摩擦次數(shù)得到了團(tuán)聚程度不同的復(fù)合材料試塊，并通過破壞性實(shí)驗(yàn)分析了各試塊的碳納米管分布情況和拉伸性能，對其團(tuán)聚程度進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　其次，采用超聲特征掃描成像檢測技術(shù)對各試塊的宏觀團(tuán)聚缺陷進(jìn)行了檢測，同時測試了其聲速與衰減系數(shù)，建立了聲速、衰減系數(shù)與碳納米管團(tuán)聚缺陷的聯(lián)系。
　　

3、然后，基于非線性波動理論基礎(chǔ)，按照有限振幅非線性測試原理，設(shè)計并搭建了非線性超聲檢測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并分析了激勵信號、換能器、耦合劑等因素對系統(tǒng)產(chǎn)生的非線性影響，同時對系統(tǒng)進(jìn)行了線性標(biāo)定，結(jié)果表明該系統(tǒng)可用于非線性超聲檢測實(shí)驗(yàn)。
　　最后，采用上述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對各試塊中的碳納米管團(tuán)聚缺陷進(jìn)行了非線性超聲檢測實(shí)驗(yàn)，測量了各試塊的二階相對非線性系數(shù)，建立了二階相對非線性系數(shù)與團(tuán)聚缺陷的聯(lián)系，并與衰減系數(shù)的測量結(jié)果進(jìn)行了對比。
　　研究結(jié)果