复合材料超声无损检测

复合材料是指由两种及以上的不同材料经特殊处理加工而成的多相材料，具有轻质、高强度、耐 腐蚀等优势，已广泛应用于航空航天、汽 车工业、建筑等领域复合材料在制作过程中 可能产生分层、孔隙等缺陷，会严重影响复合材料的力学性能，这些“隐藏的瑕疵”可能严重影响材料的力学性能，进而威胁产品的可靠性和安全性。那么，如何高效、精准地发现并评估这些内部缺陷？超声扫描显微镜（Acoustic Scanning Microscope ）作为近些年复合材料中质量检测的关键设备在具体应用中有哪些优缺点呢？

超声扫描显微镜是一种专业的超声无损检测设备，在材料检测、新能源等行业应用广泛。常温条件下通过水耦合的方式即可实现与光学显微镜相当的亚微米级分辨力。超声扫描显微镜成像技术是一种结合超声波传播原理与层析成像技术的创新型无损检测方法。它通过对超声波在复合材料中传播、反射、衰减及散射的综合分析，利用先进的图像重建算法，生成材料内部的三维结构图像。这种技术不仅能快速发现缺陷，还能精准定位缺陷的位置和形态。通过不同的扫描方式可以实现材料内部横截面、纵切面、声透射二维图像，，不同焦距多层析图、3D图等，保证了材料内部结构观测的完整性质。

HiwaveS600超声扫描显微镜

超声显微镜系统采用高频超声聚焦换能器、高速数据采集卡、 宽频脉冲收发仪与高精度运动系统，可以实现高精度、高效率的在线检测。测量软件系 统可以在超声扫查过程中实时显示芯片封装内部结构中任意深度的超声C（横截面）扫描图像。

碳纤维复合板超声C-Scan图像

超声SAM设备优缺点

超声SAM优点：

1.高分辨率成像

SAM在检测材料内部细微缺陷（如分层、裂纹、孔隙）方面具有微米级分辨率，能够准确呈现缺陷形态和深度。

2.对材料类型无明显限制

可用于多种类型材料的检测，包括金属、复合材料、陶瓷和塑料等，尤其适合复合材料检测。

3.无放射性

不涉及放射性辐射，对操作人员和环境更加安全。适用于厚度较大的材料，可穿透多层复合材料，对较厚或复杂形状的结构进行深度检测。

4.成像模式灵活

SAM提供二维（C扫描）和三维（B扫描、A扫描）图像，能够显示缺陷的空间分布和深度。适用范围广不仅能检测分层和孔隙，还可以分析材料内部应力状态、焊接质量、粘接强度和微观结构。一频率的超声波因传播的介质不同。

超声SAM缺点：

1.对检测介质要求高

通常需要液体（如水）或凝胶作为耦合介质，在某些敏感材料中可能带来限制。

2.检测速度相对较慢

对于大面积或高产量的工业应用，检测效率可能较低。

3.表面状态要求较高

检测前需要确保材料表面光滑，以保证声波有效传输。对高吸声材料检测有限制

4.对于声波吸收率高的材料

（如某些橡胶或泡沫疏孔材料），声波传输信号可能被弱化。

总结

声学扫描显微镜凭借其高分辨率、深度穿透和无损检测的特点，在材料检测、电子元件质量控制、半导体制造等领域有广泛应用。它能够有效发现材料内部的缺陷，为提高产品质量和可靠性提供重要技术支持。超声波扫描显微镜的检测精度通常可以达到微米级别，具体精度取决于探头频率、扫描方式、材料特性以及信噪比等因素。在实际应用中，需要根据检测目标（如水冷板焊接、微小缺陷等）选择合适的设备和参数，以达到最佳的检测效果。