本文選題：渦流法 + 碳纖維復(fù)合材料�。� 參考：《南昌航空大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：碳纖維增強(qiáng)碳基(RCC)復(fù)合材料作為先進(jìn)的材料已被廣泛用于制作航空航天關(guān)鍵零部件,這類材料常常工作于超高溫的環(huán)境中,為了防止其被氧化燒蝕,需要在復(fù)合材料的表面鍍一層抗氧化的碳化硅涂層,涂層厚度范圍約為40~200μm�？寡趸繉拥暮穸戎苯佑绊懥悴考姆�(wěn)定性,對于確保航空航天器的正常工作具有重要意義,利用渦流檢測法是測量此類薄抗氧化涂層厚度最為有效的手段之一。本文首先從理論出發(fā),表述了渦流法檢測及測厚的理論基礎(chǔ),根據(jù)所研究的碳纖維復(fù)合材料基體與涂層的特性,結(jié)合有限元仿真,分析了渦流提離效應(yīng)、基體材料電導(dǎo)率不均勻性、涂層材料電導(dǎo)率不均勻性與涂層厚度變化對渦流檢測信號的影響,分析結(jié)果表明通過選擇合適的檢測參數(shù),渦流法可以用于復(fù)合材料的涂層厚度測量。然后,在理論分析的基礎(chǔ)上選用合適的渦流檢測儀和研制相匹配的專用渦流測厚探頭,利用渦流檢測儀和測厚探頭開展碳纖維復(fù)合材料試塊涂層厚度的測量試驗研究,測量確定渦流檢測設(shè)備的最佳檢測參數(shù),探究設(shè)備檢測分辨能力的大小和檢測靈敏度,確定測量范圍,通過多項式擬合分析渦流檢測信號與覆蓋層厚度之間的定量關(guān)系,同時測量帶有不同厚度涂層的復(fù)合材料試塊,得出其當(dāng)量厚度值,并對測量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析,評價試塊表面的涂層厚度分布狀況。最后,利用掃描電子顯微鏡觀察分析試塊剖面的微觀形貌,測量涂層厚度,開展基體材料的不均勻性測量試驗,探究渦流法測量的精度。通過理論分析和試驗研究結(jié)果表明,利用渦流檢測儀和專用渦流測厚探頭可以實現(xiàn)RCC復(fù)合材料表面Si C涂層厚度的有效測量與評價,為此類材料涂層厚度的測量提供了一種可靠的解決方法。
[Abstract]:Carbon fiber reinforced carbon matrix (RCC) composites, as advanced materials, have been widely used in the manufacture of key aerospace components. These materials often work in ultra-high temperature environments to prevent them from being oxidized and ablated. An oxidation resistant silicon carbide coating needs to be deposited on the surface of the composite material. The thickness of the coating is about 40 ~ 200 渭 m. The thickness of anti-oxidation coating directly affects the stability of parts and it is important to ensure the normal operation of aerospace spacecraft. Eddy current detection method is one of the most effective means to measure the thickness of such thin anti-oxidation coating. In this paper, the theoretical basis of eddy current measurement and thickness measurement is described. Based on the characteristics of matrix and coating of carbon fiber composites studied in this paper, combined with finite element simulation, the eddy current lift effect is analyzed. The influence of the conductivity inhomogeneity of the substrate material, the conductivity inhomogeneity of the coating material and the thickness of the coating on the eddy current testing signal is analyzed. The results show that the appropriate detection parameters are selected. Eddy current method can be used to measure the coating thickness of composite materials. Then, on the basis of theoretical analysis, a suitable eddy current detector and a matching special eddy current thickness detector are selected, and the thickness measurement of carbon fiber composite specimen coating is carried out by means of eddy current detector and thickness detector. The measurement determines the best detection parameters of eddy current testing equipment, probes into the detection resolution and sensitivity of the equipment, determines the measurement range, and analyzes the quantitative relationship between the eddy current detection signal and the thickness of the overburden by polynomial fitting. At the same time, the thickness of composite material with different thickness coatings was measured, the equivalent thickness value was obtained, and the measured results were processed and analyzed to evaluate the distribution of coating thickness on the surface of the sample. Finally, scanning electron microscope (SEM) was used to observe and analyze the microscopic morphology of the sample section, to measure the thickness of the coating, to test the nonuniformity of the substrate material, and to explore the accuracy of the eddy current method. The theoretical analysis and experimental results show that the thickness of sic coating on RCC composite can be effectively measured and evaluated by using eddy current detector and special eddy current thickness detector. It provides a reliable solution for measuring the coating thickness of this kind of material.
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG115.28

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2068955