碳纤维复合材料热损伤的涡流阻抗轨迹检测

喻星星，朱 颖，曹 艳，付跃文

(1.空军航空维修技术学院，长沙 410124；2.南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室，南昌 330063)

碳纤维复合材料具有质量小、强度大、耐腐蚀、结构稳定等优异的性能,被广泛应用于航空制造业[1]。碳纤维复合材料具有一定的导电能力，但相比于金属材料，其导电能力较弱[2]，被雷击后受损严重。据统计数据显示，每架飞机每年平均遭遇两次雷击。对商业航线飞机而言，这是大概率事件。另有统计数据表明，1架飞机平均飞行3 000 h就有可能遭遇1次雷击[3]。

雷击通常造成复合材料结构出现分层、表层穿孔、烧蚀等热损伤。雷击区域呈黑色，热影响区远大于直接烧蚀区[4]。图1为民航飞机遭受雷击后，碳纤维复合材料构件部分损伤外观(损伤包括分层、向外鼓出烧蚀等，其中实际分层区面积大于雷击烧蚀区面积)。碳纤维复合材料结构遭遇雷击后，需要用敲击法或其他无损检测(NDT)方法对其热损伤进行检测，以确定热损伤导致的分层及材料性状改变的区域。该区域范围可能很大，且不易确定。

图1 飞机碳纤维复合材料结构的部分雷击损伤外观

涡流检测方法对电导率改变的测试具有很高的灵敏度[5]，同时对碳纤维复合材料的分层、厚度改变、开裂等问题也具有很好的检测效果[1]。可以采用涡流检测方法对碳纤维复合材料的热损伤进行无损检测，对其损伤程度开展评估。

1 碳纤维复合材料热损伤涡流检测原理

1.1 导电原理

渗流理论是碳纤维……