Ученые предложили новый способ контроля качества материалов для авиации

Ученые Томского политеха, в составе международного научного коллектива, предложили новый подход к этой проблеме, результаты исследования которого опубликованы в Journal of Nondestructive Evaluation.

Новый подход к контролю качества авиакосмических материалов предполагает использование методов неразрушающего контроля, что позволяет избежать повреждений материалов и сохранить их целостность. Это открывает новые перспективы для разработки и производства композитных материалов в авиационной отрасли.

Сегодня в авиационной промышленности все большее внимание уделяется многокомпонентным материалам из двух и более слоев, так называемым композитам. Эти материалы обладают уникальными свойствами, которые недоступны для природных материалов, и позволяют создавать конструкции с улучшенными характеристиками при снижении общей массы изделия.

Создание материалов, таких как описанные, требует тщательного контроля на всех этапах технологического процесса. Эксперты Томского политехнического университета подчеркивают, что в процессе производства возможно появление скрытых дефектов, поэтому каждое изделие требует индивидуальной проверки.

Одним из ключевых методов диагностики является неразрушающий контроль, который позволяет выявить дефекты без необходимости демонтажа или вывода изделия из эксплуатации. Среди таких методов традиционно применяется тепловой контроль, основанный на нагреве поверхности материала и последующей регистрации температуры при остывании с использованием тепловизора.

Помимо теплового контроля, существуют и другие методы неразрушающей диагностики, такие как ультразвуковой контроль, радиография, магнитопорошковый контроль и другие. Каждый из них имеет свои особенности и области применения, но их цель одна - обеспечить высокое качество и безопасность готовых изделий.

Тема теплового неразрушающего контроля материалов в авиакосмической промышленности является актуальной и требует постоянного совершенствования методов и технологий. Эксперты отмечают, что существующие методы контроля сталкиваются с проблемами, такими как шероховатая поверхность материалов и неравномерная излучательная способность при нагреве.

Недостатки текущих методов, связанные с тепловыми помехами и потерей температурного "сигнала" от внутренних дефектов, могут привести к ошибочным результатам и упущению критически важной информации о состоянии материала. Поэтому разработка новых, более точных и надежных методов контроля является необходимостью.

В связи с этим, ученые из Томского политехнического университета представили инновационный подход к тепловому неразрушающему контролю композитов. Новый метод обещает сделать процесс контроля более эффективным и точным, исключая возможность пропуска сигналов от внутренних дефектов материала.

Технология принудительного охлаждения, применяемая для выявления дефектов в материалах, играет ключевую роль в современной аэрокосмической индустрии. Суть метода заключается не только в использовании принудительного охлаждения в сочетании с нагревом, но и в тщательном анализе реакции материала на эти процессы.

Одним из основных преимуществ этого метода является возможность наблюдения за изменениями внутренней структуры материала в реальном времени. Как отмечает Арсений Чулков, применение принудительного охлаждения после нагрева позволяет наблюдать уникальные физические явления, которые могут быть ключом к выявлению скрытых дефектов.

Интересно, что в процессе охлаждения поверхности образца до начальной температуры, его внутренняя структура продолжает "отдавать" тепло, что может быть использовано для более точного анализа состояния материала. Такой подход открывает новые перспективы в области контроля качества и безопасности использования углепластиков и стеклопластиков в аэрокосмической отрасли.

Важно отметить, что использование искусственного повышения температурного сигнала может значительно улучшить обнаружение внутренних дефектов. Эксперименты показали, что комбинированная процедура нагрева и принудительного охлаждения более эффективна, чем классический тепловой контроль, и не требует высокой термической нагрузки для точных результатов в зонах дефектов.

Ученые на основе проведенного исследования активно работают над созданием нового переносного дефектоскопа, прототип которого планируется завершить к концу 2024 года. Согласно Чулкову, этот прибор будет способен обнаруживать дефекты в оптически прозрачных и полупрозрачных композитах. Новый дефектоскоп будет иметь широкие возможности применения и поможет повысить качество контроля за материалами в различных отраслях промышленности.

Это исследование, проведенное при поддержке Российского научного фонда, является результатом коллективных усилий многих ученых и специалистов. Российский научный фонд играет важную роль в финансировании исследовательских проектов в различных областях науки.

Исследование, поддержанное Российским научным фондом, представляет собой значимый вклад в развитие научной мысли и технологий в России.

Благодаря финансовой поддержке Российского научного фонда, ученые имеют возможность проводить глубокие исследования, расширять границы знаний и делать новые открытия.

Источник и фото - ria.ru