JPH1096705A - 炭素繊維強化炭素複合材の非破壊検査法 - Google Patents
炭素繊維強化炭素複合材の非破壊検査法Info
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- JPH1096705A JPH1096705A JP8273038A JP27303896A JPH1096705A JP H1096705 A JPH1096705 A JP H1096705A JP 8273038 A JP8273038 A JP 8273038A JP 27303896 A JP27303896 A JP 27303896A JP H1096705 A JPH1096705 A JP H1096705A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱的非定常時におけるＣ／Ｃ複合材表面の温
度分布の時間変化を測定することにより、Ｃ／Ｃ複合材
内部の亀裂、剥離、空孔などの欠陥部位を高精度で能率
的に検出することのできるＣ／Ｃ複合材の非破壊検査法
を提供する。 【解決手段】 Ｃ／Ｃ複合材にフラッシュランプの熱線
を照射して瞬時に加熱したのち照射を止め、フラッシュ
ランプの熱線照射に同期させて熱的非定常時におけるＣ
／Ｃ複合材表面からの熱放射エネルギーを赤外線サーモ
グラフ装置により画像入力し、入力画像を再生して表面
温度分布の時間変化を測定することによりＣ／Ｃ複合材
内部の欠陥部位を検出する。
度分布の時間変化を測定することにより、Ｃ／Ｃ複合材
内部の亀裂、剥離、空孔などの欠陥部位を高精度で能率
的に検出することのできるＣ／Ｃ複合材の非破壊検査法
を提供する。 【解決手段】 Ｃ／Ｃ複合材にフラッシュランプの熱線
を照射して瞬時に加熱したのち照射を止め、フラッシュ
ランプの熱線照射に同期させて熱的非定常時におけるＣ
／Ｃ複合材表面からの熱放射エネルギーを赤外線サーモ
グラフ装置により画像入力し、入力画像を再生して表面
温度分布の時間変化を測定することによりＣ／Ｃ複合材
内部の欠陥部位を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維強化炭素
複合材（以下、「Ｃ／Ｃ複合材」という。）の内部にお
ける亀裂、剥離、空孔などの欠陥部位を高精度で能率的
に検出することのできるＣ／Ｃ複合材の非破壊検査法に
関する。
複合材（以下、「Ｃ／Ｃ複合材」という。）の内部にお
ける亀裂、剥離、空孔などの欠陥部位を高精度で能率的
に検出することのできるＣ／Ｃ複合材の非破壊検査法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素繊維をマトリックス樹脂とともに複
合成形し、硬化および焼成炭化したＣ／Ｃ複合材は、高
い比強度や比弾性率を有し、また１０００℃を越える高
温域においても優れた耐熱性および化学的安定性を備え
ているため、航空宇宙用をはじめ高温過酷な条件で使用
される構造材料として有用されている。
合成形し、硬化および焼成炭化したＣ／Ｃ複合材は、高
い比強度や比弾性率を有し、また１０００℃を越える高
温域においても優れた耐熱性および化学的安定性を備え
ているため、航空宇宙用をはじめ高温過酷な条件で使用
される構造材料として有用されている。
【０００３】Ｃ／Ｃ複合材の強化材となる炭素繊維に
は、ポリアクリロニトリル系、レーヨン系、ピッチ系な
どの各種原料から製造された平織、朱子織、綾織などの
織布を一次元または多次元方向に配向した繊維体、フェ
ルト、トウなどが使用され、マトリックス樹脂としては
フェノール系、フラン系など高炭化性の液状熱硬化性樹
脂、タールピッチのような熱可塑性物質が用いられる。
炭素繊維は、含浸、塗布などの手段によりマトリックス
樹脂で十分に濡らしたのち半硬化してプリプレグを作成
し、このプリプレグを積層、加圧して複合成形したの
ち、１００〜２５０℃の温度に加熱して樹脂成分を完全
に硬化する。得られた炭素繊維−樹脂複合硬化成形体
を、窒素、アルゴンなどの非酸化性雰囲気中で１０００
℃以上の温度に加熱して焼成炭化することによりＣ／Ｃ
複合材が製造される。
は、ポリアクリロニトリル系、レーヨン系、ピッチ系な
どの各種原料から製造された平織、朱子織、綾織などの
織布を一次元または多次元方向に配向した繊維体、フェ
ルト、トウなどが使用され、マトリックス樹脂としては
フェノール系、フラン系など高炭化性の液状熱硬化性樹
脂、タールピッチのような熱可塑性物質が用いられる。
炭素繊維は、含浸、塗布などの手段によりマトリックス
樹脂で十分に濡らしたのち半硬化してプリプレグを作成
し、このプリプレグを積層、加圧して複合成形したの
ち、１００〜２５０℃の温度に加熱して樹脂成分を完全
に硬化する。得られた炭素繊維−樹脂複合硬化成形体
を、窒素、アルゴンなどの非酸化性雰囲気中で１０００
℃以上の温度に加熱して焼成炭化することによりＣ／Ｃ
複合材が製造される。
【０００４】このようにして製造されるＣ／Ｃ複合材
は、製造時の各熱処理過程において、例えばマトリック
ス樹脂中の低沸点成分や縮合水などのガス状成分が残留
して空孔が形成されたり、マトリックス樹脂の炭化物が
炭素繊維から剥離したり、積層された炭素繊維の間隙に
亀裂などの欠陥部位が発生する難点がある。
は、製造時の各熱処理過程において、例えばマトリック
ス樹脂中の低沸点成分や縮合水などのガス状成分が残留
して空孔が形成されたり、マトリックス樹脂の炭化物が
炭素繊維から剥離したり、積層された炭素繊維の間隙に
亀裂などの欠陥部位が発生する難点がある。
【０００５】一般に、炭素材の材質欠陥部位を検出する
非破壊検査法として、打音の変化によるコインタッピン
グ法や超音波の反射音の変化による超音波法がある。し
かしながら、コインタッピング法は聴覚によるものであ
り、経験や勘に左右される要素が大きいため客観的な検
査データを得ることが難しく、また検査に要する時間や
労力が増大する欠点がある。更に、Ｃ／Ｃ複合材の製造
過程にある、例えば初期焼成品では多孔質で強度が低い
ためにコインタッピング法によると打音が吸収されて音
の変化を感知しにくく、また破壊するおそれもある。一
方、超音波法は検査対象とする面積が小さいので測定能
率が低くなり、またＣ／Ｃ複合材の初期焼成品では多孔
質なため超音波の減衰が非常に大きいため正確に検出す
ることができない難点がある。更に、Ｃ／Ｃ複合材の表
面近傍にある欠陥については検出が不可能となる問題も
ある。したがって、これらの検査方法ではＣ／Ｃ複合材
の欠陥部位を検出する非破壊検査に適用することは困難
である。
非破壊検査法として、打音の変化によるコインタッピン
グ法や超音波の反射音の変化による超音波法がある。し
かしながら、コインタッピング法は聴覚によるものであ
り、経験や勘に左右される要素が大きいため客観的な検
査データを得ることが難しく、また検査に要する時間や
労力が増大する欠点がある。更に、Ｃ／Ｃ複合材の製造
過程にある、例えば初期焼成品では多孔質で強度が低い
ためにコインタッピング法によると打音が吸収されて音
の変化を感知しにくく、また破壊するおそれもある。一
方、超音波法は検査対象とする面積が小さいので測定能
率が低くなり、またＣ／Ｃ複合材の初期焼成品では多孔
質なため超音波の減衰が非常に大きいため正確に検出す
ることができない難点がある。更に、Ｃ／Ｃ複合材の表
面近傍にある欠陥については検出が不可能となる問題も
ある。したがって、これらの検査方法ではＣ／Ｃ複合材
の欠陥部位を検出する非破壊検査に適用することは困難
である。
【０００６】近時、各種物質の表面温度や表面温度分布
を赤外線サーモグラフ装置を用いて測定する技術が開発
され、広く利用されている。その応用技術の一つに、物
質内部の熱的特性の相違に基づいて現れる表面温度分布
の変化を利用して物質内部における性状の差異を検出す
る方法があり、各種材料内部の材質異常部を非破壊的に
検出する手段として活用されつつある。
を赤外線サーモグラフ装置を用いて測定する技術が開発
され、広く利用されている。その応用技術の一つに、物
質内部の熱的特性の相違に基づいて現れる表面温度分布
の変化を利用して物質内部における性状の差異を検出す
る方法があり、各種材料内部の材質異常部を非破壊的に
検出する手段として活用されつつある。
【０００７】しかしながら、赤外線サーモグラフ装置に
よる温度測定は被測定材料表面の放射率によって測定誤
差を生じる欠点があり、高放射率の塗料を被測定材料表
面に塗布したり被測定材料表面を粗面化するなどの処理
が必要とされている。そこで、このような欠点を解消す
るために、例えば特開平７−３５６２０号公報には、赤
外線サーモグラフ装置を用いて被測定物の表面温度分布
を測定し、該表面温度分布から被測定物内部の欠陥を検
出する非破壊検査方法において、赤外線センサーと被測
定物との間に、０．２以上の放射率をもつ材料から成る
高放射率層と、赤外線透過材料から成る層である透過層
とを、前記高放射率層が被測定物側に位置し前記透過層
が赤外線センサー側に位置するように配して、さらに赤
外線サーモグラフ装置の検出波長帯域内にある前記赤外
線透過層の赤外線の特定吸収波長を含む波長帯域を除去
するバンドカットフィルターを透過層と赤外線サーモグ
ラフ装置の赤外線センサー間に配設し、これらの層を通
して、被測定物の表面温度分布を測定し、欠陥を検出す
ることを特徴とする非破壊検査方法が提案されている。
よる温度測定は被測定材料表面の放射率によって測定誤
差を生じる欠点があり、高放射率の塗料を被測定材料表
面に塗布したり被測定材料表面を粗面化するなどの処理
が必要とされている。そこで、このような欠点を解消す
るために、例えば特開平７−３５６２０号公報には、赤
外線サーモグラフ装置を用いて被測定物の表面温度分布
を測定し、該表面温度分布から被測定物内部の欠陥を検
出する非破壊検査方法において、赤外線センサーと被測
定物との間に、０．２以上の放射率をもつ材料から成る
高放射率層と、赤外線透過材料から成る層である透過層
とを、前記高放射率層が被測定物側に位置し前記透過層
が赤外線センサー側に位置するように配して、さらに赤
外線サーモグラフ装置の検出波長帯域内にある前記赤外
線透過層の赤外線の特定吸収波長を含む波長帯域を除去
するバンドカットフィルターを透過層と赤外線サーモグ
ラフ装置の赤外線センサー間に配設し、これらの層を通
して、被測定物の表面温度分布を測定し、欠陥を検出す
ることを特徴とする非破壊検査方法が提案されている。
【０００８】また、本出願人は、高放射率の網状体を被
測定材料面に圧接して、その上方からフラッシュランプ
により熱線を照射し瞬時に加熱したのち照射を止め、次
いで赤外線サーモグラフ装置を用いて被測定材料の表面
温度分布を測定することにより被測定材料の材質欠陥部
位を検知することを特徴とする材質欠陥部の非破壊検査
法を開発し、特願平７−２９６０６１号として提案し
た。
測定材料面に圧接して、その上方からフラッシュランプ
により熱線を照射し瞬時に加熱したのち照射を止め、次
いで赤外線サーモグラフ装置を用いて被測定材料の表面
温度分布を測定することにより被測定材料の材質欠陥部
位を検知することを特徴とする材質欠陥部の非破壊検査
法を開発し、特願平７−２９６０６１号として提案し
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記特
願平７−２９６０６１号の技術を基に、材質的に高い放
射率を有するＣ／Ｃ複合材を対象にして更に研究を進め
た結果、Ｃ／Ｃ複合材内部に存在する欠陥部位を的確か
つ迅速に検出できる方法を見いだした。
願平７−２９６０６１号の技術を基に、材質的に高い放
射率を有するＣ／Ｃ複合材を対象にして更に研究を進め
た結果、Ｃ／Ｃ複合材内部に存在する欠陥部位を的確か
つ迅速に検出できる方法を見いだした。
【００１０】本発明はこの知見に基づいて完成したもの
で、その目的はＣ／Ｃ複合材をはじめ、Ｃ／Ｃ複合材の
製造過程にある炭素繊維−樹脂複合硬化成形体や中間焼
成品などの中間製品も含めて、Ｃ／Ｃ複合材内部の亀
裂、剥離、空孔などの欠陥部位を能率的に、かつ精度よ
く検出することのできるＣ／Ｃ複合材の非破壊検査法を
提供することにある。
で、その目的はＣ／Ｃ複合材をはじめ、Ｃ／Ｃ複合材の
製造過程にある炭素繊維−樹脂複合硬化成形体や中間焼
成品などの中間製品も含めて、Ｃ／Ｃ複合材内部の亀
裂、剥離、空孔などの欠陥部位を能率的に、かつ精度よ
く検出することのできるＣ／Ｃ複合材の非破壊検査法を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による炭素繊維強化炭素複合材の非破壊検査
法は、Ｃ／Ｃ複合材の表面にフラッシュランプの熱線を
照射して瞬時に加熱したのち照射を止め、フラッシュラ
ンプの熱線照射に同期させて熱的非定常時におけるＣ／
Ｃ複合材表面からの熱放射エネルギーを赤外線サーモグ
ラフ装置により画像入力し、入力画像を再生して表面温
度分布の時間変化を測定することにより欠陥部位を検出
することを構成上の特徴とする。
めの本発明による炭素繊維強化炭素複合材の非破壊検査
法は、Ｃ／Ｃ複合材の表面にフラッシュランプの熱線を
照射して瞬時に加熱したのち照射を止め、フラッシュラ
ンプの熱線照射に同期させて熱的非定常時におけるＣ／
Ｃ複合材表面からの熱放射エネルギーを赤外線サーモグ
ラフ装置により画像入力し、入力画像を再生して表面温
度分布の時間変化を測定することにより欠陥部位を検出
することを構成上の特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の非破壊検査法で対象とす
るＣ／Ｃ複合材には、Ｃ／Ｃ複合材ばかりではなく製造
過程にある炭素繊維とマトリックス樹脂との複合硬化成
形体、あるいは中間段階の焼成炭化品などにも適用する
ことが可能である。
るＣ／Ｃ複合材には、Ｃ／Ｃ複合材ばかりではなく製造
過程にある炭素繊維とマトリックス樹脂との複合硬化成
形体、あるいは中間段階の焼成炭化品などにも適用する
ことが可能である。
【００１３】Ｃ／Ｃ複合材に熱的負荷を与えたのち、そ
の表面温度分布を測定するとＣ／Ｃ複合材の内部に存在
する亀裂、剥離、空孔などの欠陥部に起因してＣ／Ｃ複
合材表面の温度分布に変化が生じる。例えば、Ｃ／Ｃ複
合材の表面にフラッシュランプにより瞬間的にパルス状
の熱線を照射して瞬時に表面を一様に加熱したのち照射
を止めると、表面から入った熱がＣ／Ｃ複合材内部を伝
達して裏面に到達し、やがて熱的に平衡状態になるまで
の熱的非定常時において、内部に存在する欠陥部位によ
り熱伝達速度が変化して、欠陥部位に対応した領域と正
常な領域との表面温度が異なるために熱放射エネルギー
に差異を生じる。
の表面温度分布を測定するとＣ／Ｃ複合材の内部に存在
する亀裂、剥離、空孔などの欠陥部に起因してＣ／Ｃ複
合材表面の温度分布に変化が生じる。例えば、Ｃ／Ｃ複
合材の表面にフラッシュランプにより瞬間的にパルス状
の熱線を照射して瞬時に表面を一様に加熱したのち照射
を止めると、表面から入った熱がＣ／Ｃ複合材内部を伝
達して裏面に到達し、やがて熱的に平衡状態になるまで
の熱的非定常時において、内部に存在する欠陥部位によ
り熱伝達速度が変化して、欠陥部位に対応した領域と正
常な領域との表面温度が異なるために熱放射エネルギー
に差異を生じる。
【００１４】この熱的非定常時における表面温度分布の
変化を熱画像として、フラッシュランプの熱線照射に同
期させて赤外線サーモグラフ装置により演算処理装置
（ＣＰＵ）に高速で画像入力する。入力された熱画像を
演算処理装置（ＣＰＵ）で再生して画像表示装置に出力
し、温度分布の時間変化を観察すれば欠陥部位の位置や
大きさおよび形状などに対応して、広範囲に亘って欠陥
部位を目視にて検出することができる。例えば、Ｃ／Ｃ
複合材表面に対して瞬時に熱エネルギーを照射した場
合、該表面近傍に亀裂、剥離、空孔などの欠陥部位があ
ると、冷却過程において欠陥部位に形成された空隙が表
面から内部への熱伝達を遅延させるので、Ｃ／Ｃ複合材
表面では欠陥部位に対応して相対的に高温度領域が形成
される。したがって、赤外ＣＣＤ検知器を用いてＣ／Ｃ
複合材表面の冷却過程での温度変化および温度分布を時
系列に測定すると、欠陥部位に対応して相対的に高熱エ
ネルギー放射領域を捉えることが可能となる時間帯が存
在することとなる。このようにして、赤外ＣＣＤ検知器
の電気信号を画像処理装置を用いて処理を行うと欠陥部
位を画像として検出することができ、フラッシュランプ
の熱線照射から欠陥部位の検出まで数十秒〜１分程度の
時間で、２００×２００mmの測定領域の検査が可能とな
る。
変化を熱画像として、フラッシュランプの熱線照射に同
期させて赤外線サーモグラフ装置により演算処理装置
（ＣＰＵ）に高速で画像入力する。入力された熱画像を
演算処理装置（ＣＰＵ）で再生して画像表示装置に出力
し、温度分布の時間変化を観察すれば欠陥部位の位置や
大きさおよび形状などに対応して、広範囲に亘って欠陥
部位を目視にて検出することができる。例えば、Ｃ／Ｃ
複合材表面に対して瞬時に熱エネルギーを照射した場
合、該表面近傍に亀裂、剥離、空孔などの欠陥部位があ
ると、冷却過程において欠陥部位に形成された空隙が表
面から内部への熱伝達を遅延させるので、Ｃ／Ｃ複合材
表面では欠陥部位に対応して相対的に高温度領域が形成
される。したがって、赤外ＣＣＤ検知器を用いてＣ／Ｃ
複合材表面の冷却過程での温度変化および温度分布を時
系列に測定すると、欠陥部位に対応して相対的に高熱エ
ネルギー放射領域を捉えることが可能となる時間帯が存
在することとなる。このようにして、赤外ＣＣＤ検知器
の電気信号を画像処理装置を用いて処理を行うと欠陥部
位を画像として検出することができ、フラッシュランプ
の熱線照射から欠陥部位の検出まで数十秒〜１分程度の
時間で、２００×２００mmの測定領域の検査が可能とな
る。
【００１５】また、Ｃ／Ｃ複合材をはじめ、Ｃ／Ｃ複合
材の製造過程にある炭素繊維とマトリックス樹脂との複
合硬化成形体あるいは中間段階の焼成炭化品などの中間
製品は、いずれも放射率が高いので精度よく表面温度分
布を測定することができる。したがって、Ｃ／Ｃ複合材
内部における亀裂、剥離、空孔などの欠陥部位を高精度
かつ能率的に検出することが可能となる。
材の製造過程にある炭素繊維とマトリックス樹脂との複
合硬化成形体あるいは中間段階の焼成炭化品などの中間
製品は、いずれも放射率が高いので精度よく表面温度分
布を測定することができる。したがって、Ｃ／Ｃ複合材
内部における亀裂、剥離、空孔などの欠陥部位を高精度
かつ能率的に検出することが可能となる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００１７】実施例１〜５、比較例１〜３ 図１は本発明の非破壊検査法に用いた装置を例示した全
体構成図である。図１の装置において、試料台１の上に
は被検査材料であるＣ／Ｃ複合材２が載置され、試料台
１の斜め上方には高出力のフラッシュランプ３が２個配
置されており、ランプ用電源４により高出力で熱線がＣ
／Ｃ複合材２の表面に照射される。フラッシュランプ３
の熱線照射に同期させてＣ／Ｃ複合材２からの放射エネ
ルギーが、試料台１の真上に配置された赤外線サーモグ
ラフ装置５に入力され、演算処理装置６（ＣＰＵ）に高
速で熱画像データとして入力する。入力された熱画像を
演算処理装置６（ＣＰＵ）で再生し、画像表示装置７に
熱画像が表示され、Ｃ／Ｃ複合材２の表面温度分布に関
する時系列情報が画像表示される。
体構成図である。図１の装置において、試料台１の上に
は被検査材料であるＣ／Ｃ複合材２が載置され、試料台
１の斜め上方には高出力のフラッシュランプ３が２個配
置されており、ランプ用電源４により高出力で熱線がＣ
／Ｃ複合材２の表面に照射される。フラッシュランプ３
の熱線照射に同期させてＣ／Ｃ複合材２からの放射エネ
ルギーが、試料台１の真上に配置された赤外線サーモグ
ラフ装置５に入力され、演算処理装置６（ＣＰＵ）に高
速で熱画像データとして入力する。入力された熱画像を
演算処理装置６（ＣＰＵ）で再生し、画像表示装置７に
熱画像が表示され、Ｃ／Ｃ複合材２の表面温度分布に関
する時系列情報が画像表示される。
【００１８】上記の装置を用いて、下記の方法により模
式的な実験を行った。 Ｃ／Ｃ複合材（検査試料）の作製：ポリアクリロニトリ
ル系の平織炭素繊維織布〔東邦レーヨン（株）製 W610
1〕にフェノール樹脂初期縮合物〔住友デュレズ（株）
製 PR940〕をマトリックス樹脂として炭素繊維の体積含
有率が６０％となるように塗布し、４８時間風乾してプ
リプレグシートを作成した。このプリプレグシート１６
枚を積層してモールドに入れ、２０Kg/cm2の圧力を掛け
ながら温度１３０℃で１０時間、次いで温度２５０℃で
３時間加熱加圧処理して硬化した。この炭素繊維−樹脂
複合硬化成形体を窒素ガス雰囲気に保持した焼成炉に入
れ、２０℃／hrの昇温速度で１０００℃に加熱して焼成
炭化した。更に、フルフリルアルコール初期縮合物を含
浸し、再び焼成炉に移して５０℃／hrの昇温速度で２０
００℃まで加熱して、縦横２５０mm、厚さ４mmのＣ／Ｃ
複合材を作製した。このようにして作製したＣ／Ｃ複合
材の作製過程にある、炭素繊維−樹脂複合硬化成形体
（試料Ａ）、１０００℃焼成品（試料Ｂ）、２０００℃
焼成品（試料Ｃ）について、予め所定の位置に疑似欠陥
として空隙部を形成し、非破壊検査の対象試料とした。
式的な実験を行った。 Ｃ／Ｃ複合材（検査試料）の作製：ポリアクリロニトリ
ル系の平織炭素繊維織布〔東邦レーヨン（株）製 W610
1〕にフェノール樹脂初期縮合物〔住友デュレズ（株）
製 PR940〕をマトリックス樹脂として炭素繊維の体積含
有率が６０％となるように塗布し、４８時間風乾してプ
リプレグシートを作成した。このプリプレグシート１６
枚を積層してモールドに入れ、２０Kg/cm2の圧力を掛け
ながら温度１３０℃で１０時間、次いで温度２５０℃で
３時間加熱加圧処理して硬化した。この炭素繊維−樹脂
複合硬化成形体を窒素ガス雰囲気に保持した焼成炉に入
れ、２０℃／hrの昇温速度で１０００℃に加熱して焼成
炭化した。更に、フルフリルアルコール初期縮合物を含
浸し、再び焼成炉に移して５０℃／hrの昇温速度で２０
００℃まで加熱して、縦横２５０mm、厚さ４mmのＣ／Ｃ
複合材を作製した。このようにして作製したＣ／Ｃ複合
材の作製過程にある、炭素繊維−樹脂複合硬化成形体
（試料Ａ）、１０００℃焼成品（試料Ｂ）、２０００℃
焼成品（試料Ｃ）について、予め所定の位置に疑似欠陥
として空隙部を形成し、非破壊検査の対象試料とした。
【００１９】この試料Ａ〜Ｃを図１の試料台１の上に載
せ、フラッシュランプ３により一瞬熱線を照射して瞬時
に６０〜７０℃の温度に加熱した。その後、試料Ａ〜Ｃ
からの放射エネルギーを赤外線サーモグラフ装置５によ
り演算処理装置６（ＣＰＵ）に画像入力し、再生して画
像表示装置７にその表面温度分布を画像表示して、その
時間変化を測定した。
せ、フラッシュランプ３により一瞬熱線を照射して瞬時
に６０〜７０℃の温度に加熱した。その後、試料Ａ〜Ｃ
からの放射エネルギーを赤外線サーモグラフ装置５によ
り演算処理装置６（ＣＰＵ）に画像入力し、再生して画
像表示装置７にその表面温度分布を画像表示して、その
時間変化を測定した。
【００２０】このようにして得られた疑似欠陥部の検出
結果を、下記の判定基準にしたがって判定し、その結果
を検査に要した時間とともに表１に示した。また、比較
のために同一の試料Ａ〜Ｃについて超音波法で疑似欠陥
部の検出を行い、その結果も表１に併載した。 ○…検出可 ×…検出不可
結果を、下記の判定基準にしたがって判定し、その結果
を検査に要した時間とともに表１に示した。また、比較
のために同一の試料Ａ〜Ｃについて超音波法で疑似欠陥
部の検出を行い、その結果も表１に併載した。 ○…検出可 ×…検出不可
【００２１】
【表１】
【００２２】表１の結果から、実施例ではいずれも疑似
的に形成した欠陥部位を明確に検出することができ、ま
た検査に要する時間も短く能率よく検査することが可能
であり、更に、Ｃ／Ｃ複合材（試料Ｃ）のみでなく、そ
の製造過程にある炭素繊維−樹脂複合硬化成形体（試料
Ａ）や中間焼成品（試料Ｂ）についても検出することが
できる。これに対して、比較例では検査に要する時間が
長く、また試料Ｂでは明確に欠陥部位を検出することが
できなかった。
的に形成した欠陥部位を明確に検出することができ、ま
た検査に要する時間も短く能率よく検査することが可能
であり、更に、Ｃ／Ｃ複合材（試料Ｃ）のみでなく、そ
の製造過程にある炭素繊維−樹脂複合硬化成形体（試料
Ａ）や中間焼成品（試料Ｂ）についても検出することが
できる。これに対して、比較例では検査に要する時間が
長く、また試料Ｂでは明確に欠陥部位を検出することが
できなかった。
【００２３】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のＣ／Ｃ複合材の
非破壊検査法によれば、Ｃ／Ｃ複合材表面に照射された
熱線により瞬時に加熱されたＣ／Ｃ複合材表面からの熱
エネルギーの放射過程にある熱的非定常時において、Ｃ
／Ｃ複合材からの熱放射エネルギーを赤外線サーモグラ
フ装置により画像入力し、入力画像を再生して表面温度
分布の時間変化を測定することによりＣ／Ｃ複合材内部
にある亀裂、剥離、空孔などの欠陥部位を高精度で能率
的に検出することが可能である。更に、Ｃ／Ｃ複合材の
製造過程にある中間製品やＣ／Ｃ複合材表面に耐酸化性
の被膜や炭素質被膜を形成した場合についても非破壊で
欠陥部位を検出可能であり、工程管理の検査法として極
めて有用である。
非破壊検査法によれば、Ｃ／Ｃ複合材表面に照射された
熱線により瞬時に加熱されたＣ／Ｃ複合材表面からの熱
エネルギーの放射過程にある熱的非定常時において、Ｃ
／Ｃ複合材からの熱放射エネルギーを赤外線サーモグラ
フ装置により画像入力し、入力画像を再生して表面温度
分布の時間変化を測定することによりＣ／Ｃ複合材内部
にある亀裂、剥離、空孔などの欠陥部位を高精度で能率
的に検出することが可能である。更に、Ｃ／Ｃ複合材の
製造過程にある中間製品やＣ／Ｃ複合材表面に耐酸化性
の被膜や炭素質被膜を形成した場合についても非破壊で
欠陥部位を検出可能であり、工程管理の検査法として極
めて有用である。
【図１】本発明に係るＣ／Ｃ複合材の欠陥部位を検出す
る非破壊検査法に用いられる装置を例示した全体構成図
である。
る非破壊検査法に用いられる装置を例示した全体構成図
である。
１ 試料台 ２ Ｃ／Ｃ複合材 ３ フラッシュランプ ４ ランプ用電源 ５ 赤外線サーモグラフ装置 ６ 演算処理装置（ＣＰＵ） ７ 画像表示装置
Claims (1)
- 【請求項１】 炭素繊維強化炭素複合材の表面にフラッ
シュランプの熱線を照射して瞬時に加熱したのち照射を
止め、フラッシュランプの熱線照射に同期させて熱的非
定常時における炭素繊維強化炭素複合材表面からの熱放
射エネルギーを赤外線サーモグラフ装置により画像入力
し、入力画像を再生して表面温度分布の時間変化を測定
することにより欠陥部位を検出することを特徴とする炭
素繊維強化炭素複合材の非破壊検査法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8273038A JPH1096705A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 炭素繊維強化炭素複合材の非破壊検査法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8273038A JPH1096705A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 炭素繊維強化炭素複合材の非破壊検査法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1096705A true JPH1096705A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17522308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8273038A Pending JPH1096705A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 炭素繊維強化炭素複合材の非破壊検査法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1096705A (ja) |
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-
1996
- 1996-09-24 JP JP8273038A patent/JPH1096705A/ja active Pending
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