碳素材料内部缺陷检测方法的探讨

黄有谊

广西百色银海铝业有限责任公司广西百色533000

【摘要】随着我国科学技术以及经济文化的飞速发展，我国在碳素材料方面的应用研究也是越来越完善。但是，随着研究的深入，一些关于碳素材料的内部缺陷问题也逐渐的显露出来。而且，由于这种材料内部结构的复杂性质使得对其进行检测的时候往往会因为一些原因出现失误或者是检查不准确的情形。因此，本文就简单的探讨一下应该采取什么样的措施，才能够保证在进行碳素材料内部缺陷检测的时候更加的优质。

【关键词】碳素材料；缺陷检测；方法探讨

一、前言

通常情况之下，相关科学家们在进行大规模以及比较精细化的产品构造时都会选择一些稳定性强悍、抗高温以及导电性能良好的材料，而碳素材料不管是从哪一方面来看都能够很好的符合这些要求。所以，在一些军工产品以及有色金属的冶炼等领域，碳素材料都发挥着巨大的作用。但是，却也因为这种材料内部缺陷的难检测性使得它在具体应用的时候发挥不出原有的性质，从而使得相关产品的质量有所下降。

二、关于碳素材料分类以及性能等方面的相关介绍

碳素材料根据结构排列中原子成分的不同可以简单的分为三种，科学家们将其称为同素异形体，也就是金刚石、石墨以及无定形碳这三类。而且，也是因为它们原子结构排列的不同，使得它们的化学性质、物理性能以及使用领域也各不相同。接下来，我就具体的介绍一下关于这三种碳素材料的不同点。

1.关于金刚石相关内容以及使用领域的介绍

众所周知，金刚石是截止目前为止自然界中最为坚硬的物质，所以，这种碳素材料在使用过程中更倾向于将其打造成切割材料。当然，这也考虑到了金刚石除了十分坚硬的性质之外的其他性能，比如说良好的导热性。

2.关于石墨相关内容以及使用领域的介绍

和金刚石不同的是，石墨它是由不同的原子组成的一种六方体的晶片结构，而且因为石墨所具有的特殊性能，也使得其在应用领域方面的范围较之金刚石有更为广阔的发展空间。最为突出的应用领域就是电子、纺织以及原子能等不同部门的具体应用。当然，石墨在金属冶炼等方面也有很大的应用空间。这主要是因为石墨不仅仅是具有超好的耐高温以及耐腐蚀的性能，更重要的是石墨具有非常好的可塑性，也就是说，石墨在具体的应用中能够改变自身的结构去迎合其他材料的性质，从而使得相关产品的质量得到最优的保证。除此之外，石墨在使用过程中还能够对中子进行减速处理，从而使得相关产品的稳定性能更高。

3.关于无定形碳的相关内容以及应用领域的介绍

和上述两种碳素材料不同，无定形碳它最主要的性质就是可以由一些特殊的有机物进行加工得到，比如说天然气以及石油等。而且，因为这种碳素材料的原子在进行排列组合的时候是没有规律可言的，所以，这也导致了它的随机性能比较大。一般来讲，这种碳素材料最为普遍的用途就是能够生成活性炭等物质，对水的净化有一定的作用。

三、碳素材料的结构特性以及能够对碳素制品造成影响的重要因素分析

因为碳素材料的结构在组成上有很大的差异性，所以，相对的，以碳素材料为主体制成的碳素制品也会因为性能的不同而有所差异。

一般来讲，碳素材料在进行产品生产的应用时会由两部分组成，其一便是骨料，而第二种就是用于粘连的黏结剂。所以，如果使用的骨料不同的话，在碳素制品的整体结构功能中也会有所不同。另外，这些物质的配比的不同也会使得碳素制品的质量有些微的差异。除此之外，碳素材料虽然属于非金属材料，但是，在其进行具体使用过程中往往具有很好的导电性能以及导热性能。

在碳素制品完工之后，尽管所使用的材料是相同的，但是，也会因为一些因素而使得这些碳素制品会有不同的质量水平。这主要是因为在碳素材料具体的使用过程中，技术操作人员对这些材料的配比的不同以及施工工艺时间的不同也会使得碳素制品出现一些质量上的不同。甚至可能会出现碳素制品裂纹、气孔以及其他不良现象的出现。所有，从这一点上来讲，也需要相关的技术人员在利用碳素材料之前对其进行内部检测，从而保证这些材料的使用质量。

四、能够有效检测出碳素材料内部缺陷的方法介绍

1.能够检测出碳素材料内部缺陷的方法之一就是利用超声波对其结构进行检测

一般来讲，因为碳素材料结构的复杂性质，往往使得在对其进行检测的时候遇到一些因素的影响而使得检测质量不能够代表碳素材料的真实质量。所以，在对其进行检测的时候，一定要采取特殊的手段，以防出现漏检内部缺陷的现象。而利用超声波就能够很好的避免这种失误现象的出现。这主要是因为超声波的振动频率能够借助于介质质点的弹性来进行能量的传递，也就是说它可以根据碳素结构内部原子的质地不同传输不同的检测结果。这样一来，就可以对碳素材料内部进行针对性的检测报告，从而使得检测质量有了很大的提高。另外，因为超声波在具体的应用中具有很好的指向性以及反射性质，所以，在利用其对碳素材料进行检测的时候能够有效的辨别出内部缺陷的类型以及质量问题。除此之外，在利用超声波对碳素材料进行内部缺陷的检测时，还不会受到碳素制品重量以及体积的影响，也就是说它能够对碳素材料进行全面的检测，所以，从这一方面来讲，超声波的检测效果也是十分强大的。

2.能够检测出碳素材料内部缺陷的方法之二就是利用X射线对其进行检测

因为碳素材料的物理性质就是一种分布十分不均匀的物质，而且这种材料还因为原子排列的问题使得其孔隙比较多以及比较大。所以，在对碳素材料内部缺陷进行检测的时候一定要充分考虑到这一问题。而X射线的运用就能够依据不同的照射方法对碳素材料进行全面的检测，并且还不会漏检孔隙部分。除此之外，在对碳素材料进行检测之后，X射线还会根据不同的检测结果对其进行分类处理，并且支持以图像的形式将这些数据表达出来，这样一来，对于碳素材料内部结构就能够有比较直观的分析数据，从而方便了相关技术人员对其进行进一步的处理。

3.能够检测出碳素材料内部缺陷的方法之三就是利用声发射对其进行检测

这种方法所利用的原理就是能够根据碳素材料在一定外力或者是内力的共同作用之下所发射出的不同的声波对其进行准确判断。它和超声波的利用是不同的，最主要的区别就是这种声发射属于动态无损的检测方法，也就是说能够更好的保留碳素材料原有的性质，不会对产品造成一定的影响。但是，也是因为这种性能而使得这种方法不能够对静态的碳素制品进行检测，限制了它的发展与使用。

五、结束语

综上所述，碳素材料在我国的应用一直是十分广泛，比如说在科学研究领域、有色金属冶炼的领域以及航空航天方面等等。这主要归功于这种材料优秀的性质。但是，却也因为碳素材料这种比较多样的性质也决定了碳素材料结构的复杂性质。所以，从这一方面来讲，对于碳素材料的检测工作就相对比较困难了。所幸，随着科学技术的飞速发展，我国已经逐渐克服了这种困难。

参考文献：

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