8.5.Трибоэлектрический метод неразрушающего контроля.

В трибоэлектрическом методе используется эффект возникновения разности потенциалов при трении, т.е. при фрикционном контакте материалов. В момент контакта электроны и ионы переходят от одного тела к другому. На границе контакта двух металлов образуется скачек потенциала, который равен разности энергетических уровней Ферми. Как и термоэлектрический эффект он интересен тем, что разность потенциалов здесь не зависит от таких параметров, как величина зерна, текстура, конфигурация, масса детали и т. д.

Существуют определенные закономерности, свойственные этому явлению. Так, в случае двух химически однородных тел положительные заряды получает более плотное из них, Металлы при трении о диэлектрик электризуются отрицательно, но если поверхность окислена, то на ней могут возникнуть и положительные заряды. Для трибоэлектричества обычно приводят специальные ряды контактирующих элементов, например, ряды Фарадея, Гезехуса или Вольта - Al, Zn, Sn, Cd, Pd, Pb, Sb, Bi, Hg, Fe, Cu, Ag, Pt. Здесь под влиянием трения предыдущий элемент электризуется положительно, а последующее – отрицательно.

Задачи сортировки сталей и сплавов в производственных условиях решаются также с помощью аппаратуры, основанной на использовании эффекта контактной разности потенциалов. Контактная разность потенциалов возникает за счет трения поверхностей контролируемой детали и эталонного материала.

В приборах, работающих на этом эффекте, эталонный образец совершает возвратно-поступательные перемещения на 9-10 мм по поверхности контролируемой детали с частотой 7-10 движений в секунду. Между электродом -_эталоном и контролируемым изделием подключен чувствительный гальванометр. Величина ЭДС трущихся стальных поверхностей составляет величину от 0.01 до 0.5 мВ и она зависит от химического состава материалов трущейся пары, от их плотности и состояния контактной поверхности (влажность, окисные пленки и т. п.).

Установлено, что скорость и величина перемещения образца-эталона относительно неподвижного объекта не влияют на результат измерения. Давление и чистота обработки трущихся поверхностей также не оказывает существенного влияния на результат измерения.

Этот метод пока не нашел широкого применения в практике контроля.

9.Специальные методы неразрушающего контроля.

В практике неразрушающего контроля металлических изделий, кроме выше перечисленных методов, достаточно широко используются специальные методики диагностики дефектов. Эти методики применяют не только для металлических изделий, но и для контроля деталей из керамики, стекла и полимеров.

9.1 Оптические методы неразрушающего контроля.

Оптические методы наиболее эффективны для выявления поверхностных дефектов в непрозрачных материалах и внутренних – в прозрачных. Проблема контроля качества гладких поверхностей успешно решается с помощью лазерной дефектоскопии. Принцип выявления поверхностных дефектов заключается в следующем. Поверхность, свободная от дефектов, дает определенную плотность распределения потока рассеяния, причем вид этого рассеяния примерно одинаков для каждой точки поверхности. Наличие на поверхности разнообразных дефектов (рис.1) изменяет вид распределения рассеяния излучения.

Задача выявления дефектов на поверхности контролируемого изделия сводится к анализу плотности рассеяния излучения этой поверхностью. Для определения дефектов на поверхности протяженных объектов применяют сканирование лазерным лучем по поверхности с помощью специальной системы вращающихся зеркал.

Лазерный луч, отраженный от контролируемой поверхности, направляется оптической системой на фотоумножитель, где он преобразуется в электрический сигнал, а затем полученный сигнал обрабатывается в электронном блоке.

Обычно при лазерном контроле изделий, оператор сравнивает изображения на проекционном экране, полученные от бездефектной и контролируемой поверхности изделия. Для этого используют специальные проекторы типа ОД-10Т, МТУ-1, ЛП-1, МО-1215, ЛСМ и др.

В практике контроля поверхности изделий находит применение и голография. Методы голографической интерферометрии позволяют осуществлять количественную оценку размеров дефектов как в статике, так и в динамике с точностью 0.1 мм. Голографическая интерференция используется, например, для выявления незначительных дефектов внутри автомобильной шины. Здесь производится две последовательных экспозиции автомобильной покрышки, первой в нормальном состоянии, а второй – в слегка нагретой горячим воздухом. Голографические установки применяют для контроля качества швов в процессе изготовления крыльев самолета, тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, многослойных печатных плат, интегральных схем и т.п.