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C/SiC复合材料是一种极具应用潜力的新型高温结构材料,采用无损检测(NDT)技术可以使C/SiC的制造和服役期质量得到更高的保证,加深对材料结构与性能的认识,指导C/SiC复合材料的设计。本文选择X射线照相、X射线实时成像和X射线CT等三种方法对C纤维预制体及C/SiC复合材料进行了检测和研究,并对C/SiC复合材料X射线检测的计算机模拟做了初步的探索,主要研究内容和结果如下: (1) 测定了C(高纯石墨)和SiC的X射线照相等效系数,在35~45KV的条件下,Al对SiC的等效系数KAl/SiC为1.1~1.2,Al对C的等效系数KAl/C为0.08~0.12,所以X照相射线检测C/SiC对C纤维缺陷不敏感,而对SiC基体缺陷敏感。提出采用Al像质计对C/SiC复合材料的X射线照相检测质量进行评估。 (2) X射线照相对C/SiC复合材料中SiC或C/SiC缺陷的形状和方向参数敏感,对垂直于纤维编织方向的基体线形缺陷的检测灵敏度达3.2%,平行于纤维编织方向的为5.2%,对横向凹槽缺陷的检测灵敏度可达2.7%。通过计算分析照相图像的能量谱特征,从信噪比角度对此进行了解释。 (3) 通过X射线照相检测出了C纤维预制体的编织缺陷、C/SiC中由于编织错误产生的的孔洞、纤维的编织纹路和较大范围内密度的变化等。 (4) 用X射线工业CT(BT-400)对C/SiC构件进行了断层扫描成像检测,能精确检测出C/SiC复合材料截面密度分布,虽然还不能反应C/SiC中众多微孔隙的几何细节,但已能够清楚地显示出纤维束间孔隙的形状、相对大小、位置等信息,能检测出C/SiC中编织缺陷造成的孔洞。 (5) 采用图像叠加法、覆盖法与照相图像直接生成法对C纤维编织体、C/SiC以及它们的各种缺陷和编织结构的改变等进行了X射线照相模拟,获得了其X射线照相的模拟图像。建立了二维编织与四步法三维编织结构的CAD模型,提出了将复合材料微观到宏观结构的CAD模型用于X射线检测模拟的思路,获得了叠层碳布和叠层C/SiC复合材料的X射线照相检测的模拟图像。