[发明专利]一种SiC/Al复合材料超声检测缺陷的定性和定量分析方法

权利要求书

1.一种结构功能一体化的SiC/Al复合材料模拟试块，其特征在于，所述试块的制备方法为：

(1)将SiC粉末与铝合金粉末按照一定比例充分混合，然后将粉末装入模具中进行冷压成型；

(2)将冷压成型后的SiC/Al复合材料粉末进行真空热压烧结，获得SiC/Al材料坯锭；

(3)在坯料一个端面上制作2个直径为2mm，深度为10mm的平底孔；

(4)将铝合金柱体、30-70vol.％SiC/Al柱体分别置入平底孔中，使其间隙配合；

(5)重复过程(2)，再次热压烧结，取出热压锭，机加工成模拟试块。

2.按照权利要求1所述结构功能一体化的SiC/Al复合材料模拟试块，其特征在于：步骤(2)中，采用的烧结温度为520-650℃，烧结时间为1-4h，烧结压力为10-50MPa。

3.一种通过超声波检测铝基复合材料缺陷的定性分析和定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选择超声波检测仪及一定频率的直探头，制备模拟试块；

(2)通过模拟试块调节超声检测灵敏度；

(3)对工件进行检测，发现缺陷波，调节超声波检测仪波形显示模式；

(4)获取底波波形；

(5)观察缺陷及底波相位关系；

(6)对发现的缺陷进行当量评价，并对缺陷进行解剖金相观察，观察缺陷当量尺寸与实际尺寸的关系。

4.按照权利要求3所述定性和定量分析方法，其特征在于：所述铝基复合材料为5vol.％-70vol.％SiC/Al。

5.按照权利要求3所述定性和定量分析方法，其特征在于：步骤(1)中，使用具有RF模式的超声波探伤仪，探头选用2MHz-15 MHz直探头。

6.按照权利要求3所述定性和定量分析方法，其特征在于：步骤(2)中，使铝界面波高度达到满屏80％作为基准灵敏度。

7.按照权利要求3所述定性和定量分析方法，其特征在于：步骤(3)中，调节超声波检测仪波形显示模式，使仪器的显示为RF模式，并对Al偏析缺陷和SiC团聚缺陷进行波形采集。

8.按照权利要求3所述定性和定量分析方法，其特征在于：步骤(4)中，在RF模式下，获取底波波形。

9.按照权利要求3所述定性和定量分析方法，其特征在于：步骤(5)中，观察Al偏析缺陷相位和高含量SiC/Al缺陷的相位与底波相位之间的关系：当缺陷声阻抗小于被检材料声阻抗时，反射波与底波的相位相同，即被检材料中存在Al偏析及Al线的情况；当缺陷声阻抗大于被检材料时，反射波与底射波的相位相反，即被检材料中存在SiC团聚的情况。

10.按照权利要求3所述定性和定量分析方法，其特征在于：步骤(6)中，通过传统的非填充式Φ2mm平底孔试块制作TCG缺陷，并结合模拟试块，使模拟试块的Al界面平底孔回波达到满屏的80％作为基准检测灵敏度，对发现的缺陷进行当量评价，并对缺陷进行金相观察，观察当量尺寸与实际尺寸的关系。