树脂基复合材料因具备自重轻、抗疲劳性能、结构可塑性强和阻尼减振效果好等优势，在航空制造领域得到广泛应用，尤其是在发动机制造中的应用既可以达到减重要求，也能满足基本的性能要求，已经成为较为理想的发动机制造材料。但树脂基复合材料的成型过程较为复杂，材料结构质量受到诸多因素的影响，不可避免的会产生系列缺陷问题，常见表现为分层、孔隙、疏松、纤维断裂等，均会对材料力学性能产生负面影响。鉴于此，对无损检测技术在材料缺陷检测中的应用展开研究具有重要意义。
1.树脂基复合材料的缺陷表现与成因
树脂基复合材料的组成相对复杂，内部呈现出非均质和多界面结构的特征，因此内部缺陷特征有别于一般金属材料的特征。树脂基复合材料使用中的缺陷表现如下：1）分层。具体表现为在层压板的中间部位产生脱胶和开裂问题，在平行铺层的方向有大面积间隙存在；2）脱粘。在胶结面部位产生明显的分层表现，通常表现为板脱粘和板芯脱粘；3）夹杂。在复合材料中存在不属于设计组分范围内的杂物，如金属杂物和非金属杂物等；4）孔洞。根据孔洞成因的不同，可产生圆形和扁圆形两种形态；5）孔隙。孔隙尺寸一般在毫米量级，进行缺陷检测时可被作为独立检测的缺陷进行评估；6）疏松。在局部位置集中产生孔隙、孔洞，致使复合材料的局部表现为蜂窝状；7）芯材形变。常见变形表现有塌陷、错位和开裂等；8）基体开裂。通常指的是在复合材料基体内部产生的纵向断裂表现；9）纤维断裂与褶皱。常见表现为纤维丝或者纤维束发生断裂，而纤维褶皱则是指铺层不平整的现象，通常将褶皱走向的最大切角作为衡量指标，其切角越大材料力学性能越低。
树脂基复合材料缺陷的成因：1）分层成因。通常是由于制造工艺不佳或者由于操作不当受到外部冲击影响产生的局部分层表现；2）脱粘成因。是在材料性能、工艺质量、人员操作能力、应力分布特点和损伤因素等多重影响之下产生的缺陷问题；3）夹杂成因。加工生产时出现人为失误或者本身原料不纯；4）孔洞成因。在加工过程中存在工艺处理不当现象，致使产生孔洞，如在加工时存在树脂没有完全浸润或者层间空气没有全面排出；5）孔隙成因。在制造过程中产生过多易挥发的物质，致使层间粘结不良形成孔隙；6）疏松成因。制造工艺不标准不规范，影响最终成型效果；7）芯材形变成因。多为在制造过程中存在人为失误或者造成基材损伤；8）基体开裂成因。通常是由于损伤因素引发的；9）纤维断裂和褶皱成因。其中冲击、拉伸和疲劳因素是导致纤维断裂的主要原因，以脆性断裂为主要表现形式。褶皱成因则与材料膨胀系数、压力控制和固化温度等多种工艺参数相关，一旦某个环节处理不当便会产生纤维褶皱问题，严重影响材料力学性能。
2.无损检测技术在航空发动机用树脂基复合材料检测中的应用
从上述研究中不难发现，树脂基复合材料的缺陷种类十分复杂，且缺陷表现也多种多样，同时由于材料本身由多种成分组成，使用单一的无损检测技术很难满足复合材料的缺陷检测要求。为此，在长期实践中，衍生了多种可被用于树脂基复合材料缺陷检测的无损检测技术，常见的技术类型包括超声检测技术、X射线检测技术、激光散斑检测技术和红外成像检测技术等。不同的检测技术应用特点、优势表现和适用范围也存在一定的差异，实际进行树脂基复合材料缺陷检测时，需要基于材料检测需求选择最佳的无损检测技术，以保障检测结果的准确性。
2.1超声检测技术的应用
超声检测技术是复合材料检测使用最多的无损检测方法，它是基于声波在材料内部传播过程中遇异质界面产生反射、折射及散射现象来识别缺陷。该方法适用范围较广，可用于层板、板芯等结构中分层、脱粘、夹杂、孔隙等缺陷检测。按检测结果显示方式可分为：A扫描，利用波形反映缺陷深度和衰减信息，不能直观记录缺陷位置和尺寸；B扫描，反映缺陷深度及某一纵截面形态，不能显示缺陷尺寸，且不能记录缺陷位置；C扫描，反映缺陷衰减、位置和尺寸，是使用最广泛的一种显示方式；D扫描，以采集缺陷深度信息形成的整件被检件的地图图像，可反映缺陷的深度、位置及尺寸，但不能体现缺陷衰减程度。
2.2X射线检测技术的应用
X射线检测技术的应用原理是，借助射线源来透照被检测物体，根据穿过被检测物体的射线能量强弱表现来分析材料内部是否存在缺陷表现。采取此种检测技术能够对树脂基复合材料的孔洞、夹杂、断裂等缺陷进行有效探测。在近些年的发展中，X射线检测技术实现了与高新技术的融合，使得其朝向数字化检测的方向发展，衍生了计算机射线成像技术、计算机层析成像检测技术和数字化成像检测技术等，保障了对检测结果的实时同步和储存，很大程度上提升了射线检测技术的检测精度和表征能力。尤其是自动化技术在材料缺陷检测工作中的应用，提升了检测操作的规范化水平，不仅提升了检测效率，还在一定程度上提升了检测结果的准确性。
2.3其他检测技术的应用
除超声检测技术和X射线检测技术这两种较为常用的无损检测技术之外，还有部分无损检测技术在树脂基复合材料缺陷检测中发挥了良好的检测作用。如红外成像检测技术是通过向被检测物体发射一个脉冲光源，利用光源能量（最大光源能量可达4.8kJ）对构件表面进行加热，当部件表面接受脉冲热源后，其热波会逐渐向内部传输，且在表面产生红外辐射，如材料内部存在缺陷则会表现出明显的热学性质差异，即可根据热传导的连续性表现判断有无缺陷问题，一般在材料分层、脱粘、孔隙、孔洞、基体开裂和纤维断裂损伤中均能发挥较好的检出作用。又如激光散斑检测技术是通过一定角度的玻璃光楔在成像表面形成错位，之后在照相干板上获得双曝光错位散斑图，通过分析激光散斑图来明确材料缺陷，此种检测技术能够有效探查材料内部缺陷，且抗干扰能力较强，检测结果相对可靠。
结语：无损检测技术的发展，有助于进一步推动复合材料的应用，提升发动机性能和降低发动机制造和维护成本。在今后的复合材料无损检测技术发展中，自动化和机械化的检测平台将逐渐取代传统的手动检测，数字化检测技术将进一步在复杂型面结构检测中发挥优势。除了检测技术的革新，无损检测和过程控制的结合以及人工智能和不同数据分析评价方法的引入，将推动着树脂基复合材料的性能和可靠性向高标准高要求发展，以保证服役安全。同时，航空发动机树脂基复合材料重要部件与实时传感器的融合，进一步保证了发动机的服役安全。
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