无损检测的方法有哪些?

无损检测的方法有哪些?

无损检测也叫无损探伤,是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下,采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。CT是其中常用的一种技术手段,CT(Computed Tomography)即计算机断层成像技术,已被公认为20世纪后期较实用的科技成果之一。

现有显微CT,型号为蔡司/Xraida 620vers,仪器结构主要由①射线源、②探测器、③机械系统、④计算机控制系统、⑤辅助系统五部分组成。样品尺寸高达300mm,质量25kg;仪器分辨率高达0.5μm。

X射线穿透检测物体时,在其透射方向上各体积元的衰减系数不同,探测器接收的能量也不同,利用这一差异,按照一定的图像重建算法,即可获得被检测物的三维可视化模型和内部结构。利用CT可以非接触、非破坏地检测物体内部结构,得到没有重叠的数据和图像,快速、准确、直观的查找到产品的内部缺陷(缺陷类型、位置、尺寸等),如裂纹、气孔、疏松、夹杂等缺陷,并进行分析,找到出现缺陷的根本原因,从而提高产品性能,延长产品使用寿命。

显微CT无损检测技术有着广阔的应用前景,主要集中在以下领域:

材料研究:表征三维结构,观察失效机制、退化现象和内部缺陷。

锂电池分析:识别电触点上的碎片、颗粒、毛刺和聚合物分离器的损坏情况,老化效应的纵向研究。

电子设备与半导体封装:对先进半导体封装进行工艺开发、良率改进和结构分析;分析印刷电路板,以实现逆向工程和硬件安全保障;对封装模组内部进行无损亚微米级成像。

添加剂分析:分析改性材料中的颗粒形状、尺寸和体积分布,对其它方法无法达到的内部结构进行表面形貌分析。

原材料分析:进行多尺度的孔隙结构和流体流动分析,对采矿产品进行QA/QC分析以研究金属颗粒的取向和其他材料的晶粒取向。

生命科学:自然环境中生物样品的三维成像。

18650电池缺陷检测

案例背景:18650电池机械可靠性后失效,需要无损手段分析确认内部是否存在缺陷。

测试方案:整体扫描,各个角度卓层检测,若有疑似裂纹,再进行高分辨细扫。

测试结果:检测到多处裂纹,且开裂深度基本贯穿整个产品。

Q1:CT图像能反映什么信息?

A:主要反映的是样品内部的密度差异、密度不同、灰度值不同,从而进行成像。

Q2:如何确定所需要的分辨率?

A:由于样品的摆放等因素,需要观测的样品尺寸在数值上需要是分辨率的2-5倍,例如观测样品内部孔隙直径是100μm,则需要分辨率达到20-50μm的分辨率才能得到较清晰的图像,对样品的实际观测尺寸同时也限定在20-50mm(与分辨率的数值相差1000倍)。

Q3:CT影响结果的因素有哪些?

A:样品尺寸:样品尺寸越小,分辨率越高。

扫描参数:根据样品的组成成分,不同的材质选择不同的电压,电压不同分辨率也不同,合适的电压才能达到清晰的成像。

Q4:CT数据处理能输出哪些结果?

A:直观的裂纹切片图像;内部孔隙率的占比计算,掺杂样品中不同成分的区分提取;设计与实物对比(数模比对)等。

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