河南省滲透檢測Ⅰ、Ⅱ級初試教材

滲透檢測

(Ⅰ、Ⅱ級初試)

三門峽市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所張軍鋒RT、MT、PT-Ⅲ級TEL-mail：1326605360@河南省特種設(shè)備無損檢測人員資格考核委員會第1章緒論1.1滲透檢測的發(fā)展簡史和現(xiàn)狀1.1.1滲透檢測的定義和作用滲透檢測是一種以毛細(xì)管作用原理為基礎(chǔ)用于檢查表面開口缺陷的無損檢測方法。五種常規(guī)無損檢測方法射線檢測（RT）檢測內(nèi)部缺陷超聲檢測（UT）檢測內(nèi)部缺陷磁粉檢測（MT）檢測表面及近表面缺陷滲透檢測（PT）檢測表面開口缺陷渦流檢測（ET）檢測表面及表層缺陷第1章緒論

滲透檢測是一種有效的表面檢查方法；由于滲透檢測的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用遍及現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。滲透檢測是產(chǎn)品制造中實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制、節(jié)約原材料、改進(jìn)工藝、提高勞動生產(chǎn)率的重要手段，也是設(shè)備維護(hù)中不可缺少的手段。國外研究表明：滲透檢測對表面點(diǎn)狀和線狀缺陷的檢出概率高于磁粉檢測，是一種最有效的表面檢查方法。第1章緒論1.1.2滲透檢測的發(fā)展簡史1930-1940年代：煤油、“油-白法”、有色染料作為滲透劑如美國的“斯威策”1941-熒光染料的應(yīng)用，紫外線顯示，吸收劑應(yīng)用1950-煤油與滑油的混合物作為熒光液1990-飛點(diǎn)掃描、自動線第1章緒論1.1.3國外滲透檢測的現(xiàn)狀50年前代后美國推出軍方規(guī)范

MIL-I-6866《滲透檢測方法》MIL-I-25135《滲透檢測試驗(yàn)材料》60年代后自動生產(chǎn)線開始出現(xiàn)水基滲透液和水洗法技術(shù)的出現(xiàn)對氟、氯、硫的控制專職滲透劑公司的出現(xiàn)（Ardrox公司等）第1章

緒論1.1.4國內(nèi)滲透檢測的現(xiàn)狀50年代：煤油、滑油的使用60年代：熒光黃、熒蒽的采用70年代以后：熒光染料YJP-15出現(xiàn)自乳化型和后乳化型熒光液的生產(chǎn)自乳化型熒光滲透劑：ZB-1、ZB-2、ZB-3后乳化型熒光滲透劑：HA-1、HA-2、HB-1、HB-2第1章

緒論

1.2滲透檢測的基礎(chǔ)知識1.2.1滲透檢測的基本原理

滲透檢測是基于液體的毛細(xì)作用（或毛細(xì)現(xiàn)象）和固體染料在一定條件下的發(fā)光現(xiàn)象。

滲透檢測的工作原理是：工件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細(xì)作用下，經(jīng)過一定時(shí)間，滲透劑可以滲入表面開口缺陷中；去除工件表面多余的滲透劑，經(jīng)干燥后，再在工件表面施涂吸附介質(zhì)——顯像劑；同樣在毛細(xì)作用下，顯像劑將吸引缺陷中的滲透劑，即滲透劑回滲到顯像劑中；在一定的光源下（黑光或白光),缺陷處的滲透劑痕跡被顯示（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

第1章

緒論滲透檢測的基本操作步驟第1章

緒論1.2.2滲透檢測方法的分類注：滲透檢測方法代號示例：Ⅱc-d為溶劑去除型著色滲透檢測（溶劑懸浮顯像劑）滲透劑滲透劑的去除顯像劑分類名稱分類名稱分類名稱ⅠⅡⅢ熒光滲透檢測著色滲透檢測熒光、著色滲透檢測ABCD水洗型滲透檢測親油型后乳化滲透檢測溶劑去除型滲透檢測親水型后乳化滲透檢測abcde干粉顯像劑水溶解顯像劑水懸浮顯像劑溶劑懸浮顯像劑自顯像第1章

緒論1、根據(jù)滲透劑所含染料成分分類：

Ⅰ熒光滲透檢測：染料在紫外線照射下激發(fā)出熒光

Ⅱ著色滲透檢測：染料在白光或日光下顯出顏色

Ⅲ熒光著色滲透檢測：染料在紫外線照射下可激發(fā)熒光

在白光或日光下可顯出顏色2、根據(jù)滲透劑去除方法分類：

A：水洗型滲透檢測：水基或含乳化劑的油基滲透劑用水直

接去除

B：親油型后乳化滲透檢測：先乳化后水洗

C：溶劑去除型滲透檢測：有機(jī)溶劑去除多余滲透劑

D：親水型后乳化滲透檢測：先乳化后水洗第1章

緒論3、根據(jù)顯像劑類型的分類：

a干粉顯像劑

b水溶解顯像劑

c水懸浮顯像劑

d溶劑懸浮顯像劑

e自顯像

另外，根據(jù)滲透檢測靈敏度的分類：很低級、低級、中級、高級、超高級第1章

緒論1.2.3滲透檢測操作的基本步驟滲透檢測的時(shí)機(jī)一般應(yīng)在冷熱加工之后，表面處理之前以及工件制成之后進(jìn)行。基本步驟①滲透：將一種含有染料的滲透液涂覆在工件表面上，在毛細(xì)作用下，滲透液滲入表面開口缺陷中去。②去除（清洗）：去除工件表面多余的滲透液。③顯像：再在工件表面涂上一層顯像劑，缺陷中的滲透液在毛細(xì)作用下重新被吸附到工件表面上來，從而形成放大的缺陷顯示。④觀察：在黑光燈下（熒光法）或白光下（著色法）觀察缺陷顯示。

第1章

緒論第1章

緒論1.2.4滲透檢測工作質(zhì)量及體系滲透檢測的工作質(zhì)量取決于滲透檢測體系的靈敏度、分辨力及可靠性。滲透檢測體系的靈敏度：滲透檢測體系發(fā)現(xiàn)缺陷大小的能力。缺陷尺寸：長度、寬度。檢測標(biāo)準(zhǔn)中用于缺陷評定的是缺陷的長度尺寸。顯示痕跡大于實(shí)際缺陷。滲透檢測體系的分辨力：滲透檢測體系探測缺陷幾何特性(尺寸、形狀、位置）的能力。缺陷跡痕的寬度直接影響分辨率。滲透檢測體系的可靠性：滲透檢測體系檢出缺陷與受檢工件真實(shí)缺陷之間的對應(yīng)性。顯像的時(shí)間的延長均使缺陷跡痕的長度和寬度尺寸變大，影響滲透檢測體系的可靠性。第1章

緒論1.2.4滲透檢測工作質(zhì)量及體系滲透檢測體系包括：使用的設(shè)備儀器：滲透裝置、乳化裝置、顯像裝置、黑光燈滲透檢測劑：滲透劑、乳化劑、顯像劑、去除劑工藝方法：滲透、去除、顯像與水洗法、后乳化法、溶劑去除法環(huán)境條件：水源、電源、氣源、暗室、光源操作人員的技術(shù)資格水平。第1章

緒論1.2.5滲透檢測的優(yōu)點(diǎn)和局限性滲透檢測的優(yōu)點(diǎn)不受被檢工件化學(xué)成分限制?？蓹z測磁性材料、非磁性材料、黑色金屬、有色金屬、非金屬。不受工件結(jié)構(gòu)限制?？蓹z測焊接件或鑄件，也可檢查壓延件和鍛件、機(jī)加工件。不受缺陷形狀（線性缺陷或體積型缺陷）、尺寸和方向的限制。滲透檢測的局限性只能檢測工件表面的開口缺陷不適于檢查多孔性或疏松材料制成的工件和表面過于粗糙的工件。不適用于因外界因素造成開口被堵的工件，如：噴砂或噴丸處理過的工件重復(fù)性差，污染較嚴(yán)重。第1章

緒論1.3表面缺陷無損檢測方法的比較方法項(xiàng)目滲透檢測磁粉檢測渦流檢測工作原理毛細(xì)管作用磁力作用電磁感應(yīng)作用應(yīng)用范圍無損檢測無損檢測無損檢測、測厚、材質(zhì)分選、導(dǎo)電率檢測對象表面開口缺陷表面及近表面缺陷表面及表層缺陷（物理量）檢測材料任何非多孔性材料鐵磁性材料導(dǎo)電材料檢測工件鑄件、焊接件、鍛件、壓延件鍛件、壓延件、鑄件、焊接件、機(jī)加工件、管材、棒材管材、線材、使用中工件檢測速度較慢快最快檢測缺陷類別裂紋、疏松、針孔、夾渣、折疊、冷隔裂紋、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、夾渣裂紋、材質(zhì)變化、厚度變化缺陷顯示直觀直觀不直觀缺陷顯示方式滲透劑的回滲磁粉附著檢測線圈電壓、相位變化缺陷顯示用器材滲透劑、顯像劑磁粉電壓表、示波器、記錄儀檢測靈敏度較高高較低污染較重較輕輕第2章滲透檢測的物理化學(xué)基礎(chǔ)2.1分子論2.1.1分子運(yùn)動論

分子是獨(dú)立存在且具有本物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子宏觀物體由大量分子組成，分子間存在間隙分子在永不停息地運(yùn)動著：布朗運(yùn)動、擴(kuò)散現(xiàn)象分子之間存在相互作用力：

第2章滲透檢測的物理化學(xué)基礎(chǔ)2.1分子論2.1.1分子運(yùn)動論

運(yùn)用分子運(yùn)動和分子的相互作用來論述物質(zhì)的某些性質(zhì)（如液體的表面張力、潤濕與不潤濕、毛細(xì)作用）的理論叫分子運(yùn)動論。第2章滲透檢測的物理化學(xué)基礎(chǔ)2.1.2最小能量理論分子動能：運(yùn)動著的分子都有不同的動能。把物體內(nèi)分子動能的平均值叫做分子的平均動能。溫度是物體分子平均動能的標(biāo)志分子勢能：由于分子間存在相互作用力，因此分子具有由它們的相對位置所決定的勢能，這就是分子勢能。與體積、形狀和物態(tài)有關(guān)。第2章滲透檢測的物理化學(xué)基礎(chǔ)2.1.2最小能量理論物體的內(nèi)能物體里所有分子的動能和勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。物體的內(nèi)能隨溫度、體積、形狀和物態(tài)的改變而變化。物體的內(nèi)能越低，所構(gòu)成的系統(tǒng)能量相應(yīng)就越低，系統(tǒng)越穩(wěn)定最小能量理論：自然界各物體都有使其能量最小，從而使系統(tǒng)變得最穩(wěn)定的趨勢。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.1.3自然界的三種狀態(tài)自然界的三種物質(zhì)形態(tài)：氣態(tài)：氣體，分子間的自由程大，分子的平均動能足以克服分子間的吸引力，易擴(kuò)散，極易壓縮。液態(tài)：液體，分子排列較緊密，分子的平均動能不足以克服分子間的吸引力，具有一定的體積，在重力的作用下可取與容器相同的外形。固態(tài)：固體，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在平衡位置附近振動，相互間引力大，分子不易擴(kuò)散。界面：物質(zhì)的相與相之間的分界面。液—?dú)饨缑?、固—?dú)饨缑?、液—液界面和液—固界面人們?xí)慣把有氣體參與的相界面叫表面，其它的相界面叫界面。把液—?dú)饨缑娣Q為液體表面，把固—?dú)饨缑娣Q為固體表面。表面層：在液—?dú)獗砻?，把與氣體接觸的液體薄層稱表面層附著層：在液—固界面，把與固體接觸的液體薄層稱附著層第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.2表面張力和表面張力系數(shù)2.2.1表面張力與表面張力系數(shù)的概念液體表面有收縮到最小的趨勢存在于液體表面，使液體表面收縮的力稱為液體的表面張力。液體分子間的相互作用力是表面張力產(chǎn)生的根本原因。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.2.2表面張力的產(chǎn)生機(jī)理

以右圖所示，液體內(nèi)部和表面層分子的受力狀況。A代表內(nèi)部分子，B代表近表面層分子，C代表表面層分子。

那么分子A受分子作用球內(nèi)的所有分子各個(gè)方向力的作用，這些力是互相抵消的，合力為零。B分子靠近表面，其分子作用球已有一小部分進(jìn)入氣相，氣相分子之間的作用力小于液相，因此，分子B就受到一種垂直指向液體內(nèi)部的吸引力，叫做內(nèi)聚力。而C分子在液體的表面，其作用球已有大半個(gè)超出液體表面，它所受的內(nèi)聚力更大。

在氣液界面，存在一個(gè)液體的表面層，它是由一個(gè)距液面的距離小于分子作用半徑的分子組成的。所有液體表面層的分子都受到內(nèi)聚力的作用，這種作用力就是表面層對整個(gè)液體施加的壓力，方向總是指向液體內(nèi)部，垂直于液面，在該力的作用下，有如在液體表面形成一層緊縮的彈性薄膜，這層彈性薄膜總是使液面自由收縮，有使其表面積減小的趨勢，這就是表面張力產(chǎn)生的原因。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.2.2表面張力的產(chǎn)生機(jī)理表面張力機(jī)理：表面張力的產(chǎn)生是由表面層的結(jié)構(gòu)特征所決定：液體表面層和液體近表面層組成。表面層分子的分布比較稀疏，分子間表現(xiàn)為吸引力，使其能夠自行收縮。液體表面層分子受到液體內(nèi)部分子對其產(chǎn)生的指向液體內(nèi)部的引力作用，使液面具有收縮的趨勢。液體分子間的相互作用力是表面張力產(chǎn)生的根本原因。

第2章滲透檢測的物理化學(xué)基礎(chǔ)2.2.3表面張力系數(shù)表面張力系數(shù)可定義為單位長度上的表面張力。表面張力一般可以表面張力系數(shù)表示。表面張力試驗(yàn)如圖2-2示意圖。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)F=mg=f=αL………………（2-1）EMNF是金屬框，AB是活動邊，假設(shè)AB邊同連接的兩邊的摩擦力忽略不計(jì)。把液體做成液膜，框在AMNB內(nèi)，為保持平衡不收縮，由于液體表面存在表面張力，而表面張力的方向總是與液面相切指向使液面縮小的方向，因此，AB邊就會在表面張力作用下向液面縮小的方向移動。若液面的寬度為L，L越大，則表面張力f也越大，為保持平衡，就必須施加一適當(dāng)?shù)呐c液面相切的力F于寬度為L的液面上，平衡時(shí)，這兩個(gè)力大小相等方向相反，令A(yù)B為L，則有：第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)由上式可知，表面張力一般以表面張力系數(shù)表示，表面張力系數(shù)可定義為任一單位長度上的表面張力。它的作用方向與液體表面相切。它是液體的基本物理性質(zhì)之一，它的法定單位是N/m（牛頓/米）。液體表面張力系數(shù)小，液體表面能小，液體容易揮發(fā)。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)常用液體材料的表面張力系數(shù)（20℃）注：表中數(shù)據(jù)指液體—?dú)怏w表面張力系數(shù)液體名稱表面張力系數(shù)/(10-3N/m)液體名稱表面張力系數(shù)/(10-3N/m)水72.8乙酸乙酯27.9乙醇23.0甲苯28.4苯28.9乙醚17煤油23.0苯楊酸甲酸41.5松節(jié)油28.8丙酮23.7硝基苯43.9四氯乙烯35.7第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)一般地說，表面張力系數(shù)與液體的種類和溫度有關(guān)。一定成分的液體，在一定的溫度和壓力下有一定的α值；不同液體，α值不同；同一液體，表面張力系數(shù)α值隨溫度上升而下降；但有少數(shù)的熔融液體的表面張力系數(shù)α隨溫度的上升而增高，例如銅、鎘等金屬的熔融液體。容易揮發(fā)的液體與不容易揮發(fā)的液體相比，其表面張力系數(shù)α更小。含有雜質(zhì)的液體比純凈的液體的表面張力系數(shù)要小。

正如液體的自由表面有表面張力一樣，液—液界面與液固界面等兩相之間的界面也有類似的界面張力。兩項(xiàng)之間的化學(xué)特點(diǎn)越接近，它們之間的界面張力越?。唤缑鎻埩χ悼傂∮趦身?xiàng)各自的表面張力之和，這是因?yàn)閮身?xiàng)之間總會有某些吸附力。界面張力也有使界面自發(fā)減少的趨勢。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.3潤濕現(xiàn)象2.3.1潤濕現(xiàn)象表面上一種流體被另一種流體所取代的過程就是潤濕。潤濕作用必然涉及三相，而至少其中兩項(xiàng)為流體。潤濕現(xiàn)象是固體表面上的氣體被液體取代的表面及界面現(xiàn)象，有時(shí)是一種液體被另一種液體所取代的表面及界面過程。因?yàn)樗蛩芤菏翘貏e常見的取代氣體的液體，所以，一般就把能增強(qiáng)水或水溶液取代固體表面空氣的物質(zhì)稱為潤濕劑。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.3.2接觸角和潤濕方程將一滴液體滴在固體平面上，可有三種界面，即液－氣，固－氣及固－液界面。與該三種界面一一對應(yīng)，存在三種界面張力。液－氣界面張力實(shí)際上是液體的表面張力，它力圖使液體表面收縮，用rL表示，固－氣界面存在固體與氣體的界面張力，它力圖使液滴表面鋪開，用rS表示，固－液界面存在固體與液體的界面張力，它力圖使液滴表面收縮，用rSL表示。在液-固界面與界面處液體表面的切線所夾的角叫接觸角，常用θ表示。接觸角也可定義為液-固界面經(jīng)過液體內(nèi)部到液氣界面之間的夾角。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.3.2接觸角和潤濕方程當(dāng)液滴停留在固體平面上時(shí)，三種界面張力相平衡，它們之間的關(guān)系為：γS-γSL=γLcosθ式中，γS─固體與氣體的界面張力γL─液體的表面張力γSL─固體與液體的界面張力

θ─接觸角

三相交界處三個(gè)界面張力平衡的結(jié)果。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.3.3潤濕的三種方式和潤濕的四個(gè)等級潤濕有三種方式：沾濕潤濕、浸濕潤濕、鋪展?jié)櫇袷褂媒佑|角可以判定潤濕以何種方式進(jìn)行：當(dāng)θ≤180o時(shí)，發(fā)生沾濕潤濕；當(dāng)θ≤90o時(shí)，發(fā)生浸濕潤濕；當(dāng)θ≤0o時(shí)，發(fā)生鋪展?jié)櫇瘛９こ躺希猛耆珴櫇?、潤濕、不潤濕、完全不潤濕四個(gè)等級來表示不同的潤濕性能。完全潤濕：θ=0o潤濕：θ=0o-90o不潤濕：θ=90o-180o完全不潤濕：θ=180o第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)接觸角θ可用于表示液體的潤濕性能，即可用于判定潤濕以何種方式進(jìn)行。習(xí)慣上將θ等于90°時(shí)作為判定潤濕與否的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)接觸角θ為0o，cosθ＝1時(shí)，液滴在固體表面接近于薄膜的形態(tài)，此情況稱為完全潤濕。當(dāng)接觸角θ在0o和90o之間，即0<cosθ<1

時(shí)，液滴在固體表面上成為小于半球形的球冠，這種情況稱為潤濕。當(dāng)接觸角θ在90o和180o

之間，即－1<cosθ<0時(shí)，液滴在固體表面上成為大于半球形的球冠，此情況稱為不潤濕。當(dāng)接觸角θ為180o，即cosθ＝－1

時(shí)，液滴在固體表面上成為球形，它與固體之間僅有一個(gè)接觸點(diǎn)，此情況稱為完全不潤濕。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)同一種液體，對不同的固體而言，它的接觸角θ也不同，它可能是潤濕的，也可能是不潤濕的。例如水能潤濕干凈的玻璃，卻不能潤濕石臘。水銀不能潤濕玻璃卻能潤濕鋅塊。對于固體而言，不同的液體與其接觸時(shí)，接觸角θ也不同。同種固體和液體相接觸，固體材料表面的粗糙度也會導(dǎo)致接觸角θ發(fā)生變化，當(dāng)θ小于90°時(shí)，表面粗糙度增大將使接觸角變小，潤濕性能可能變好；當(dāng)θ大于90°時(shí)，表面粗糙度增大，將使接觸角增大，潤濕性能可能變差。（可解釋裂紋與氣體的滲透檢測靈敏度的差異）潤濕性能是滲透劑的重要指標(biāo)，它是表面張力和接觸角兩種物理性能的綜合反映。潤濕性能好的滲透劑有很小的接觸角。接觸角θ越小，說明潤濕性能越好。液體的表面張力系數(shù)α對潤濕性能好壞有較大的影響，表面張力系數(shù)α大，rL大，COSθ小，θ大，則潤濕效果差；反之，表面張力系數(shù)α小，rL小，COSθ大，θ小，則潤濕效果好。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)滲透檢測中，滲透劑對被檢工件表面良好的潤濕是進(jìn)行滲透檢測的先決條件。只有當(dāng)滲透劑充分潤濕被檢工件表面時(shí)，才能滲入狹窄的縫隙。此外還要求滲透劑能潤濕顯像劑，以便將缺陷中的滲透劑吸出從而顯示出缺陷。在滲透劑配置時(shí)，在液體中加入表面活性劑，則液體的表面張力變小，接觸角變小，潤濕性能提高。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.3.4潤濕現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理潤濕和不潤濕現(xiàn)象的產(chǎn)生，是分子間力相互作用的結(jié)果。當(dāng)液體與固體相接觸時(shí)，形成一層與固體接觸的液體附著層。附著層內(nèi)的分子，一方面受到液體內(nèi)部分子的吸引力，另一方面也受到固體分子的吸引力。如果固體分子與液體分子間的引力比液體分子間的引力強(qiáng)，附著層內(nèi)分子分布就比液體內(nèi)部更密，分子間距小，附著層里就出現(xiàn)相互推斥的力，這時(shí)液體跟固體的接觸面積就有擴(kuò)大的趨勢，形成潤濕現(xiàn)象。反之，如果固體分子間的引力比液體分子間的引力弱，附著層內(nèi)分子的分布就比液體內(nèi)部稀疏，附著層里就出現(xiàn)使表面收縮的表面張力，使液體與固體接觸的面積趨于縮小，形成不潤濕現(xiàn)象。潤濕現(xiàn)象：固體分子對附著層分子的引力大于液體分子的引力，分布緊密，表現(xiàn)為斥力，接觸面積有擴(kuò)大的趨勢。反之，形成不潤濕現(xiàn)象。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.4毛細(xì)現(xiàn)象2.4.1毛細(xì)現(xiàn)象潤濕液體在毛細(xì)管中呈凹面并且上升，不潤濕液體在毛細(xì)管中呈凸面并且下降的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)管現(xiàn)象。毛細(xì)管現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象并不局限于一般意義上的毛細(xì)管，例如兩平行板間的夾縫，各種各樣的棒、纖維、顆粒堆積物的空隙都是特殊形式的毛細(xì)管。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.4.2彎曲界面的附加壓強(qiáng)放入小容器內(nèi)液體表面會產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象，形成凹液面或凸液面。彎曲液面的面積比平液面大，在表面張力的作用下，力圖使彎曲液面縮小為平液面，從而使凸液面對液體內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，凹液面對液體內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，這種彎曲液面單位面積對液體內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力或壓應(yīng)力稱為附加壓強(qiáng)，附加壓強(qiáng)的方向總是指向彎曲液面的曲率中心。表面張力的存在是彎曲液面產(chǎn)生附加壓強(qiáng)的原因。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.4.3毛細(xì)現(xiàn)象中的液面高度1.毛細(xì)管內(nèi)液面高度毛細(xì)管插在潤濕液體中，由于潤濕作用，靠近管壁的液面就會上升，形成表面凹下，從而擴(kuò)大液體表面。在彎曲液面的附加壓強(qiáng)的作用下，液體表面向上收縮，而又成為平面。隨后，潤濕作用又起主導(dǎo)作用，靠近管壁的液面又向上升，重新形成表面凹下，而彎曲液面的附加壓強(qiáng)又使其收縮成平面。如此循環(huán)，使毛細(xì)管的液面逐漸上升，一直到向上的彎曲液面附加壓強(qiáng)作用力與毛細(xì)管內(nèi)升高的液柱重量相等時(shí)，達(dá)到平衡，才停止上升。

潤濕液體在毛細(xì)管中上升高度的計(jì)算公式：式中：h—潤濕液體在毛細(xì)管中上升高度

α—液體的表面張力系數(shù)

θ—接觸角

r—毛細(xì)管內(nèi)壁半徑

ρ—液體密度

g—重力加速度

毛細(xì)管中受力分析圖第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)從上式可以看出，液體在毛細(xì)管中上升的高度與表面張力系數(shù)和接觸角的余弦的乘積成正比，與毛細(xì)管的內(nèi)徑和液體的密度成反比。如果液體不潤濕管壁，則管內(nèi)液面是下降的凸液面，該彎曲液面對液體的附加壓強(qiáng)是指向液體內(nèi)部，使管內(nèi)液面將低于管外液面，所下降的高度同樣可用該公式計(jì)算。若液體能完全潤濕管壁，即屬于鋪展?jié)櫇?，此時(shí)COSθ≈1，則式（2-5）可簡化為：

第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.兩平行板間的液面高度潤濕液體在間距很小的兩平行板間也會產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象，如圖2-17所示。其上升高度的公式為由以上公式可知，在相同條件下，毛細(xì)現(xiàn)象中柱形液面上升的高度僅為球形液面的1/2。

第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)3.缺陷內(nèi)液面高度實(shí)際上缺陷大多是為非貫穿型缺陷，一端封閉。缺陷內(nèi)的液面高度不能用以上高度計(jì)算。缺陷類型不同，缺陷形狀不同，缺陷內(nèi)形成的彎曲液面也不同。氣孔為圓柱型，顧其液面為球狀液面；裂紋可認(rèn)為是兩平行板間的毛細(xì)現(xiàn)象，形成圓柱狀凹形彎曲液面。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)3.缺陷內(nèi)液面高度當(dāng)滲透液施加于有表面開口裂紋的零件表面時(shí)，具有足夠潤濕性能的滲透液將潤濕裂紋內(nèi)表面，裂紋內(nèi)將形成向液體內(nèi)凹陷的彎曲液面，并在彎曲凹面上產(chǎn)生指向液體外部（裂紋）的附加壓強(qiáng)P。裂紋寬度越小，附加壓強(qiáng)越大。這個(gè)附加壓強(qiáng)迫使?jié)B透液向裂紋內(nèi)滲透的同時(shí)，就壓縮裂紋內(nèi)已被滲透液封閉的氣體。隨著滲透液的不斷滲透，裂紋內(nèi)氣體體積將越來越小，而氣體的反壓強(qiáng)P氣將越來越大，直到氣體的反壓強(qiáng)與液面上的附加壓強(qiáng)完全平衡為止。要使?jié)B透液完全占有裂紋空間，就必須將裂紋內(nèi)氣體完全排除。（采取一定的措施），震蕩（包括超聲波震蕩）是提高滲透作用的有效途徑。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.4.4毛細(xì)現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理毛細(xì)現(xiàn)象的發(fā)生是由表面層和附著層的特殊結(jié)構(gòu)決定的，是附著層的收縮力或推斥力與表面張力共同作用的結(jié)果。對潤濕液體，與毛細(xì)管內(nèi)壁接觸的附著層里存在著推斥力，使附著層內(nèi)的液體延管壁上升引起液面的彎曲凹面，液體面積增大，但表面張力的收縮作用使液面減小（變?yōu)槠矫妫?，于是管?nèi)液體隨著上升以減小液面的面積；當(dāng)表面張力向上的拉力作用跟管內(nèi)升高的液體重量相等是，管內(nèi)液體停止上升，保持平衡。對不潤濕液體，附著層里存在著收縮力，使附著層內(nèi)的液體延管壁下降引起液面的彎曲凸面，但表面張力的收縮作用產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)，指向液體內(nèi)部，使液面減小，于是管內(nèi)液體下降，如此循環(huán)，使液體下降到一定距離，達(dá)到平衡。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.4.5滲透檢測中的毛細(xì)現(xiàn)象1.滲透與毛細(xì)作用滲透檢測中，滲透劑對工件表面開口缺陷的滲透實(shí)質(zhì)上就是滲透劑的毛細(xì)作用；毛細(xì)作用的產(chǎn)生是由缺陷處滲透劑附著層的推斥力和滲透劑表面張力共同作用的結(jié)果。毛細(xì)作用使?jié)B透劑滲透到細(xì)小的裂紋中的速度比它滲透到寬裂紋中速度更快。污染物會降低滲透劑的表面張力，減弱毛細(xì)作用。如被油污污染過的零件滲透時(shí)間需延長。滲透檢測中首先要求滲透劑能夠潤濕工件和缺陷，其次在滲透的過程中要求滲透劑的表面張力大，有利于毛細(xì)作用的產(chǎn)生，但表面張力過大又會影響潤濕性。檢測中預(yù)清洗、溫度范圍控制（10-50

℃

）、滲透劑中的乳化劑在一定程度上考慮了表面張力的作用。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.顯像與毛細(xì)作用顯像是利用顯像劑吸附從缺陷中回滲到受檢工件表面的滲透劑，形成肉眼可見的缺陷顯示。包含吸附和毛細(xì)作用兩個(gè)過程。顯像過程同滲透過程一樣，也是由于毛細(xì)作用，來源于液體和固體表面分子間的相互作用力。顯像劑的兩個(gè)基本功能：（1）吸附足量的從缺陷中回滲到工件表面的滲透劑。（2）通過毛細(xì)作用將滲透劑在工件表面橫向擴(kuò)展，使缺陷輪廓圖形的顯示擴(kuò)大到足以肉眼可見。（顯像劑細(xì)微的顆粒之間就相當(dāng)于毛細(xì)管）第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.5吸附現(xiàn)象2.5.1固體表面的吸附現(xiàn)象物質(zhì)自一相內(nèi)部富集于界面的現(xiàn)象即為吸附現(xiàn)象。吸附現(xiàn)象在各種界面上皆可發(fā)生，固-液界面、液-液界面、固-氣界面、液-氣界面。當(dāng)固體和液體或氣體接觸時(shí)，凡能把液體或氣體中的某些成分聚集到固體表面上來的現(xiàn)象就是固體表面上發(fā)生的吸附現(xiàn)象。能起吸附作用的固體成為吸附劑。如顯像過程中，顯像劑粉末吸附缺陷中回滲的滲透劑，顯像劑粉末是吸附劑，滲透劑是吸附質(zhì)。衡量吸附劑的吸附能力，常用吸附量這個(gè)技術(shù)參數(shù)，它是指單位質(zhì)量的吸附劑所能吸附的吸附質(zhì)質(zhì)量，有時(shí)也指吸附劑單位表面面積上吸附的吸附質(zhì)質(zhì)量。吸附量數(shù)值越大，吸附能力越強(qiáng)。固體被用作吸附劑，是因?yàn)楣腆w吸附劑有很大的表面積和很大的比表面。（細(xì)微的顯像劑粉末比表面很大）第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.5.2液體表面的吸附現(xiàn)象吸附現(xiàn)象不僅發(fā)生在固體表面，還可發(fā)生在液體表面（液－液界面和液－氣界面）。在溶液吸附中（溶液是吸附劑），作為吸附質(zhì)使用最廣的是能降低表面張力和界面張力的表面活性劑。表面活性劑吸附在水表面上（液－氣界面）上，能降低水表面的表面張力；表面活性劑吸附在油－水界面上，能降低油－水界面的界面張力。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.5.3吸附現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理1、固體表面的吸附

固體表面實(shí)際上是不均勻的，不同位置會有不同的表面過剩自由能，處在凸出位置的分子表面過剩自由能高，可以在更多方向上吸附空間的其他分子，從而降低其能量。2、液體表面的吸附

表面活性劑分子是“兩親”分子，有自液體中“逃離”的趨勢，容易吸附在液體表面。

由于表面活性劑分子的特殊結(jié)構(gòu)，使之易于自液體內(nèi)部遷移并富集于液-液界面，即發(fā)生界面吸附。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.5.4滲透檢測中的吸附現(xiàn)象（1）顯像過程的吸附

顯象過程中顯象劑粉末吸附從缺陷中回滲的滲透液，從而形成缺陷顯示。此吸附現(xiàn)象屬于固體表面（固－液界面）的吸附，顯象劑粉末是吸附劑，回滲的滲透液是吸附質(zhì)。顯象劑粉末越細(xì)，比表面越大，吸附量越多,缺陷顯示越清晰。由于吸附為放熱過程，如果顯象劑中含有常溫下易揮發(fā)的溶劑，當(dāng)溶劑在顯象表面迅速揮發(fā)時(shí)，能大量吸熱，從而促進(jìn)了顯象劑粉末對缺陷中回滲的滲透液的吸附，加快并加劇了吸附顯象，可提高顯象靈敏度。（2）滲透過程的吸附滲透劑在滲透過程中，受檢工件及其中的缺陷（固體）與滲透劑接觸時(shí)，也有吸附現(xiàn)象發(fā)生。滲透過程中，提高缺陷表面對滲透劑的吸附，有利于提高檢測靈敏度。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)（3）去除過程中的吸附自乳化滲透法或后乳化滲透法，表面活性劑被當(dāng)作乳化劑使用，吸附在滲透液－水界面，降低了界面張力，使零件表面多余的滲透液得以順利乳化清洗。表面活性劑分子的“兩親”性質(zhì)，使其能吸附在油－水界面上，降低油－水界面的界面張力，使乳化清洗順利進(jìn)行。滲透檢測全過程所發(fā)生的吸附現(xiàn)象，主要是物理吸附。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.6溶解現(xiàn)象2.6.1溶解現(xiàn)象及溶解度一種物質(zhì)（溶質(zhì)）均勻的分散于另一種物質(zhì)（溶劑）中的過程叫溶解。所組成的均勻物質(zhì)叫做溶液。通常把分子較大的一種或液態(tài)物質(zhì)稱為溶劑，較小的一種或固體物質(zhì)稱為溶質(zhì)。大部分滲透劑是溶液。溶解現(xiàn)象：溶質(zhì)粒子溶解在溶劑中，同時(shí)溶解的溶質(zhì)粒子可能重新吸附到未溶解的溶質(zhì)粒子的現(xiàn)象。包括溶解和結(jié)晶兩個(gè)過程。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.6溶解現(xiàn)象2.6.1溶解現(xiàn)象及溶解度當(dāng)滲透劑的濃度增加到一定程度是，結(jié)晶速度等于溶解速度，此時(shí)滲透劑的濃度不再改變（假定溫度不變），達(dá)到飽和狀態(tài)。飽和滲透劑中所含染料的量就是該染料在該溫度下的溶解度。溶解度：是指在一定的溫度和壓力下，一定量溶劑中染料溶解達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)已溶解的染料的量。研制滲透劑配方時(shí)，選擇理想的著色（熒光）染料及溶解該染料的理想的溶劑，是非常重要的。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.6.2滲透劑的濃度滲透劑的濃度指一定量滲透劑里含著色（熒光）染料的量。兩種表示滲透劑濃度的方法：質(zhì)量百分比濃度和摩爾濃度。質(zhì)量百分比濃度：指滲透劑中著色（熒光）染料的質(zhì)量占全部滲透劑質(zhì)量的百分比，公式如下：

摩爾濃度是指1升滲透劑中，著色（熒光）染料的物質(zhì)的量，公式如下：

第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.6.3相似相溶經(jīng)驗(yàn)法則：結(jié)構(gòu)相似、極性相似，則分子間的作用力非常接近，容易相互溶解。結(jié)構(gòu)相似相溶經(jīng)驗(yàn)法則極性相似相溶經(jīng)驗(yàn)法則相似相溶經(jīng)驗(yàn)法則也有一定的局限性，實(shí)際中應(yīng)已實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。2.6.4滲透檢測與溶解度、濃度1.著色（熒光）強(qiáng)度所謂著色強(qiáng)度或熒光強(qiáng)度，實(shí)際上是缺陷內(nèi)被吸附出來的一定數(shù)量的滲透劑，在顯像后能顯示色澤（色相）的能力。它與滲透劑中著色染料或熒光染料的種類有關(guān)，與染料在滲透劑中的溶解度有關(guān)。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.6.4滲透檢測與溶解度、濃度1.著色（熒光）強(qiáng)度所謂著色強(qiáng)度或熒光強(qiáng)度，實(shí)際上是缺陷內(nèi)被吸附出來的一定數(shù)量的滲透劑，在顯像后能顯示色澤（色相）的能力。它與滲透劑中著色染料或熒光染料的種類有關(guān)，與染料在滲透劑中的溶解度有關(guān)。著色（熒光）強(qiáng)度的度量方法：

（1）消光值K：K值越大，著色（熒光）強(qiáng)度就越大，缺陷顯示就越清晰。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.6.4滲透檢測與溶解度、濃度2、著色（熒光）強(qiáng)度的度量方法：

（1）消光值K：K值越大，著色（熒光）強(qiáng)度就越大，缺陷顯示就越清晰。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.6.4滲透檢測與溶解度、濃度2、著色（熒光）強(qiáng)度的度量方法：

（2）滲透劑的臨界厚度：臨界厚度越小，著色（熒光）強(qiáng)度就越大，缺陷顯示就越清晰。臨界厚度：被顯像劑吸附上來的滲透劑，厚度達(dá)到一定值時(shí)，再增加其厚度，該滲透劑的著色（熒光）強(qiáng)度也不再增加，此時(shí)的液層厚度就叫滲透劑的臨界厚度。（詳見第9章）第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.7表面活性和表面活性劑2.5.1表面活性和表面活性劑的定義把凡能使表面張力降低的性質(zhì)稱為表面活性。具有表面活性的物質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)。當(dāng)在溶劑（如水）中加入少量的某些溶質(zhì)時(shí)，就能明顯的降低溶劑（如水）的表面張力，改變?nèi)軇┑谋砻鏍顟B(tài)，從而產(chǎn)生潤濕、乳化、起泡及增溶等作用，這種溶質(zhì)稱為表面活性劑。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)表面張力f和濃度c關(guān)系曲線對于水溶液而言，凡是具有曲線1和曲線2特性的物質(zhì)都具有表面活性，都是表面活性物質(zhì)。而對于那些具有曲線3的特性的物質(zhì)則無表面活性，稱之為非表面活性物質(zhì)。第1類物質(zhì)不但能明顯地降低溶劑的表面張力，還具有生產(chǎn)實(shí)際所要求的特性，如潤濕、乳化、增溶、起泡和去污等，第2類物質(zhì)就不具備這些性質(zhì)。把第1類物質(zhì)稱為表面活性劑，第2類物質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.7.2表面活性劑的種類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及H.L.B值1.表面活性劑種類離子型表面活性劑：溶于水時(shí)能電離生成離子非離子型表面活性劑：溶于水時(shí)不能電離生成離子滲透檢測時(shí)，通常使用非離子型表面活性劑，原因?yàn)椋喝苡谒畷r(shí)不電離，穩(wěn)定性高，不易受強(qiáng)電解質(zhì)及無機(jī)鹽類的影響，也不易受酸、堿的影響；在水及有機(jī)溶劑中都有較好的溶解性能，同時(shí)在一般固體表面上不易發(fā)生強(qiáng)烈吸附。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.7.2表面活性劑的種類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及H.L.B值2.表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表面活性劑分子有親油基（非極性）和親水基（極性）兩部分組成，具有既親水又親油的兩親性質(zhì)。表面活性劑分子吸附在油水界面上能降低油水界面的界面張力表面活性劑分子吸附水溶液表面上能降低液面的表面張力。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.7.2表面活性劑的種類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及H.L.B值3.表面活性劑的H.L.B值表面活性劑是否溶于水，即所謂親水性大小是衡量表面活性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。非離子型表面活性劑的親水性用親憎平衡值即H.L.B來表示。

表面活性劑具有潤濕、洗滌、乳化、增溶和起泡等作用。從下圖中還可以看出：H.L.B值越高，親水性越好；反之H.L.B值越低，親油性愈好。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)將幾種不同H.L.B值的表面活性劑按一定的比例混合在一起，可得到一種新H.L.B值的表面活性劑，其物理化學(xué)性能有明顯變化。如表2-4所示。為得到合適的H.L.B值，常在表面活性劑中添加另一種表面活性劑，混合后的表面活性劑比單一的表面活性劑性能好，使用效果更佳。在滲透檢測中，經(jīng)常使用的工業(yè)生產(chǎn)的表面活性劑，而沒有必要使用很純的表面活性劑。幾種非離子型表面活性劑混合后的H.L.B值可按下式計(jì)算：第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.7.3表面活性劑的作用

8-18乳化作用(O/W型）

15

13-16增溶作用

13-15洗滌作用

10

7-9潤濕作用

5

3.5-6乳化作用（W/O型）

1.5-3消泡作用

0

表面活性劑H.L.B值與其作用的對應(yīng)關(guān)系第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.7.4乳化作用1.乳化現(xiàn)象和乳化劑由于表面活性劑作用，使本來不能混合到一起的兩種液體能夠混合在一起的現(xiàn)象稱為乳化現(xiàn)象，具有乳化作用的表面活性劑稱為乳化劑。2.乳化形式水包油型（O/W）：H.L.B值在8~18的表面活性劑的乳化形式，這種乳化劑能將與水不相混溶的油狀液呈細(xì)小的油滴分散在水中，所形成的乳狀液稱為水包油型乳狀液（如牛奶），因而這種乳化劑也稱為親水性乳化劑。后乳化型滲透劑的去除，多采用這種乳化劑；油包水型（W/O）：H.L.B值在3.6~6的表面活性劑的乳化形式為油包水型（W/O），這種乳化劑能將水以很細(xì)小的水滴分散在油中（如原油），故稱為親油性乳化劑。后乳化型滲透劑有時(shí)也采用這類乳化劑去除。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.7.4乳化作用2.乳化形式H.L.B值在13~15之間，所形成的乳化液可以直接用水洗。鑒別乳化形式的方法：

稀釋法：加入油或水，可稀釋否

染色法：油溶性染料或水溶性染料做鑒別介質(zhì)。

導(dǎo)電法：水包油型導(dǎo)電性較好，油包水型導(dǎo)電性較差第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)3.乳化作用的機(jī)理乳狀液起到兩個(gè)作用：其一是當(dāng)乳化劑在油水界面吸附并富集時(shí)，改變了界面的性質(zhì)和狀態(tài)，降低界面張力，使油滴表面能不因表面積的增加而急劇增加，從而使體系始終保持表面能較低的穩(wěn)定狀態(tài)；另一個(gè)作用是能在分散的液滴表面形成一種具有一定強(qiáng)度的保護(hù)膜，阻止液滴因碰撞而又重新聚集，而且當(dāng)保護(hù)膜受損時(shí)，能自動彌補(bǔ)受損處。滲透探傷時(shí)，使用后乳化型滲透液，去除零件表面多余的滲透液時(shí)，一般使用水包油型乳化劑進(jìn)行乳化清洗。此時(shí)，滲透液是乳化的對象，由于乳化的目的是要將零件表面多余的滲透液清洗掉，故乳化劑還應(yīng)有良好的洗滌作用。H.L.B值在11~15范圍內(nèi)的乳化劑，既具有乳化作用，又有洗滌作用，是比較理想的去除劑。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)多余滲透劑的乳化清洗過程第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.7.5表面活性劑在溶液中的特性1.表面活性劑的內(nèi)部性質(zhì)膠團(tuán)化作用：表面活性劑在溶液中的濃度達(dá)到一定程度時(shí)，會從單體締合成膠態(tài)集聚物，即膠團(tuán)，使溶液的性質(zhì)發(fā)生突變，降低表面及界面的張力，起到潤濕、乳化、加溶及起泡等作用。凝膠作用:可提高滲透檢測的靈敏度。非離子型乳化劑與水接觸時(shí)，在某一含水量范圍內(nèi)黏度有極大值，則缺陷內(nèi)的滲透劑不易被清洗掉，提高檢測靈敏度；超過凝膠區(qū)時(shí)，黏度小易被水沖洗掉，這就是后乳化性滲透檢測靈敏度高的原因。第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)2.7.5表面活性劑在溶液中的特性2.表面活性劑的表面性質(zhì)（吸附）吸附水或水溶液表面降低表面張力，改善潤濕性能。吸附在油-水界面，可降低界面張力，改善界面性質(zhì)，使溶液產(chǎn)生增溶、乳化及洗滌作用第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)總結(jié)：1.分子運(yùn)動論和最小能量理論是滲透檢測的基礎(chǔ)理論，是表面張力和界面張力產(chǎn)生的理論基礎(chǔ)，是分析潤濕現(xiàn)象、毛細(xì)現(xiàn)象、吸附現(xiàn)象和溶解現(xiàn)象的理論基礎(chǔ)。2、表面張力和界面張力的產(chǎn)生是表面層、界面層分子間作用力的結(jié)果。3、潤濕現(xiàn)象是固體表面上的氣體或液體被另一種液體取代的表面及界面的過程，是附著層分子間作用力和表面張力共同作用的結(jié)果。潤濕現(xiàn)象是產(chǎn)生滲透檢測的前提，是選擇滲透檢測劑的前提，任何降低表面張力、接觸角和附著層分子間作用力的條件都會改善滲透劑的潤濕性能。但表面張力的降低會影響到滲透能力（毛細(xì)作用），要綜合考慮。4、毛細(xì)現(xiàn)象是潤濕現(xiàn)象和表面張力共同作用的結(jié)果，可用分子間作用力和表面張力來解釋。滲透檢測靈敏度的高低與毛細(xì)作用關(guān)系密切。滲透過程中存在毛細(xì)現(xiàn)象和吸附現(xiàn)象，第2章滲透檢測物理化學(xué)基礎(chǔ)顯像過程存在吸附現(xiàn)象、毛細(xì)作用和潤濕現(xiàn)象。5、吸附現(xiàn)象：物質(zhì)自一相內(nèi)部富集于界面的現(xiàn)象，主要是具有較高表面過剩自由能的分子吸引其他分子的結(jié)果，貫穿于滲透檢測的全過程。6、溶解現(xiàn)象：一種物質(zhì)溶解在另一種物質(zhì)中的現(xiàn)象。著色染料或熒光染料溶解在溶劑中形成的滲透劑就是溶解現(xiàn)象。7、表面活性劑：降低表面張力或界面張力，改善潤濕性、乳化、增溶、消泡等作用。8、乳化作用：是表面活性劑的功能之一，可使不相溶的兩種介質(zhì)融合在一起，滲透檢測中的作用主要是用于滲透劑的去除。第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)3.1光的本性光是一種電磁波。按照電磁波譜的頻率（或波長）的大小排列形成電磁波譜，他們分別為γ射線、X射線、可見光、紅外線、微波、無線電波和電磁波。光的顏色由光的頻率決定，頻率不同，顏色不同。電磁波譜圖第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)3.2發(fā)光及光致發(fā)光3.2.1發(fā)光發(fā)光的物體稱為光源。按激發(fā)方式：熱光源：熱能激發(fā)的光源；冷光源：利用化學(xué)能、電能或光能激發(fā)的光源。按激發(fā)能源的方式分：

化學(xué)發(fā)光：發(fā)射的光能由化學(xué)反應(yīng)提供，如磷光

生物發(fā)光：發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在生命體內(nèi)

場致發(fā)光：激發(fā)能來自外加電場

光致發(fā)光：激發(fā)能來自紫外線、可見光、紅外線第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)3.2.2光致發(fā)光許多原先在白光下不發(fā)光的物質(zhì)，在紫外線等外輻射源的作用下，能夠發(fā)光，這種現(xiàn)象稱為光致發(fā)光。熒光物質(zhì)：當(dāng)輻射源停止作用后，立即停止發(fā)光的物質(zhì)。磷光物質(zhì)：當(dāng)輻射源停止作用后，經(jīng)過很長時(shí)間才能停止發(fā)光的物質(zhì)。3.2.3滲透檢測用光可見白光（400-760nm）：著色滲透檢測；紫外線（330-390nm）：中心波長365mm，熒光滲透檢測。紫外線能使熒光滲透劑產(chǎn)生熒光，熒光滲透檢測以熒光滲透劑受紫外線照射而激發(fā)產(chǎn)生熒光這一現(xiàn)象為基礎(chǔ)的。人的眼睛對黃綠色光較為敏感，熒光滲透檢測常用的熒光其波長為510-550mm，呈黃綠色。第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)3.2.4熒光的發(fā)光機(jī)理熒光滲透檢測時(shí)，熒光滲透劑中熒光染料在紫外線照射下發(fā)出熒光，其機(jī)理如下：當(dāng)紫外線照射到熒光滲透劑時(shí)，熒光物質(zhì)便吸收紫外線的光能量。處于較低能級的離原子核較近的軌道上的電子受激發(fā)而躍遷到離原子核較遠(yuǎn)的軌道上，使原子能量升高而處于激發(fā)狀態(tài)。處于激發(fā)狀態(tài)的原子很不穩(wěn)定，高能級上的電子要自發(fā)的跳躍到失去電子的較低能級上去，電子由高能級跳到低能級，原子就要輻射光，這個(gè)光子的能量就等于高低能級的能量差。熒光滲透劑中熒光染料在紫外線照射下發(fā)出波長為510-550nm的熒光，為黃綠色。第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)3.3光度學(xué)發(fā)光強(qiáng)度：指光源向某方向單位立體角發(fā)射的光通量，單位：坎德拉（cd）。光通量：是指能引起眼睛視覺強(qiáng)度的輻射通量，單位是流明（lm）。輻射通量：輻射是能量傳遞的一種方式，輻射通量是指輻射源（如光源）在單位時(shí)間內(nèi)向給定方向所發(fā)射的光能量，即以輻射形式所發(fā)射、傳播和接受的功率，故又稱輻射功率。單位是瓦特（W）。輻射強(qiáng)度：單位面積上的輻射通量。單位：瓦特/米2（W/m2）。光視效能：輻射通量（功率）產(chǎn)生光通量的效率。照度是指被照射物單位面積上所接受的光通量，單位是勒克斯（lx），1勒克斯＝1流明/m2，照度是表示物體被照亮的程度。第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)

第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)如果用F代表照射在某一表面上的光通量，S代表這個(gè)表面的面積，E代表這個(gè)表面的照度，則有：E=F/S………………(3—4)顯然對于一定面積的表面，照射到他上面的光通量越大，這個(gè)表面的照度也越大，如果光通量大小一定，則被均勻照射的表面積越大，表面的照度就越小。滲透探傷時(shí)，工作場地保持一定的照度，對于確保探傷靈敏度及提高工作效率是非常必要的。一般要求，著色探傷時(shí)，被檢物表面上可見光照度應(yīng)在500lx以上。熒光滲透檢測時(shí)，被檢物表面上的紫外線強(qiáng)度應(yīng)不低于1000uw/cm2，暗室內(nèi)可見光照度應(yīng)不大于20lx。

第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)3.4對比度和可見度3.4.1對比度對比度：某個(gè)顯示與圍繞這個(gè)顯示的背景之間的亮度和顏色之差，稱為對比度。對比度可用兩者間的反射光或發(fā)射光的相對量來表示，這個(gè)相對量稱為對比率。

試驗(yàn)表明，紅色染料顯示與白色顯象劑背景之間的對比率越為6:1，而熒光顯示與不發(fā)熒光的背景之間的對比率卻有300:1，甚至更大到1000:1。這是熒光探傷靈敏度較高的一個(gè)原因。熒光檢測時(shí)，背景的亮度必須低于要求顯示的熒光亮度。某些很淡的背景的存在，就是適度乳化和適度清洗的最好標(biāo)志。第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)3.4對比度和可見度3.4.2可見度

可見度表征相對于背景及外部光等條件下，滲透劑形成可用人眼直接觀察到的缺陷顯示的能力。人眼的觀察機(jī)能：

強(qiáng)光下：對光強(qiáng)的差別不敏感，但對顏色和對比度差別的辨別能力強(qiáng)。

暗光下：對顏色和對比度差別的辨別能力差，但對光強(qiáng)的差別很敏感。著色檢測時(shí)，紅色缺陷顯示能在白色背景上形成較大的色差，在強(qiáng)光下人眼的辨別能力強(qiáng)；熒光滲透檢測時(shí)在暗區(qū)人眼對黃綠色光最敏感，具有最好的可見度。第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)3.4對比度和可見度3.4.2可見度

人眼睛敏感特性圖第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)3.5.1缺陷的顯示缺陷的容積越大，容納滲入的滲透劑越多，輸送給顯像劑形成顯示的滲透劑越多，缺陷顯示就越明顯。滲透劑缺陷截留能力：滲透劑滲入缺陷后并保留在缺陷內(nèi)的能力。影響滲透劑滲入開口缺陷的因素：

滲透劑的表面張力，滲透劑中的添加物和污染；

工件及滲透劑的溫度；

去除劑、乳化劑或洗滌水對缺陷內(nèi)截留物的影響；

缺陷的張口尺寸及缺陷的形狀；

缺陷內(nèi)壁的粗糙程度及污染；

工件表面的涂層及污染；

阻止?jié)B透劑滲入缺陷內(nèi)的機(jī)械障礙物；

操作時(shí)的大氣壓等。第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)3.5.1缺陷的顯示滲透檢測檢出的表面開口缺陷的檢出率，主要取決于表面開口缺陷的開口寬度，其次取決于深度和長度。滲透檢測的最高靈敏度，試驗(yàn)結(jié)果是0.1μm左右。第3章滲透檢測中的光學(xué)基礎(chǔ)3.5.2裂紋檢出能力滲透檢測的裂紋檢出能力取決于滲透劑染料中分子的大小，缺陷顯示圖形色彩反差，以及形成目視可見顯示所需的滲入缺陷的最小滲透劑量等。不同的滲透劑，裂紋檢出能力是不同的，可使用裂紋試塊對其靈敏度進(jìn)行測試。滲透液中染料種類及濃度將影響裂紋檢出能力。滲透液被化學(xué)藥品污染，熒光液長時(shí)間受紫外光照射，著色液長時(shí)間受日光照射等，將降低裂紋檢出能力。先浸后滴落的施加滲透液的方法，可使?jié)B透液中的大量揮發(fā)性成分揮發(fā)掉，而留下更多粘度較大的組分，染料的濃度相對于原滲透液中的濃度更高，可提高裂紋檢出能力。第4章滲透檢測劑4.1滲透劑滲透劑是一種含有著色染料或熒光染料且具有強(qiáng)滲透能力的溶液。4.1.1滲透劑的分類1.滲透劑的分類⑴按染料成分分類：熒光、著色、著色熒光⑵按溶解染料的基本溶劑分類：水基與油基。水基型和油基型相比潤濕能力差，滲透能力低，靈敏度低。⑶按多余滲透劑的去除方法分類：水洗型、后乳化型與溶劑去除型⑷按靈敏度水平分類：很低、低、中、高、超高

水洗型熒光滲透劑有低、中、高靈敏度水平，水洗型熒光滲透劑有中、高、超高靈敏度水平；著色滲透劑有低、中靈敏度水平第4章滲透檢測劑⑸按與受檢材料的相容性分類：液氧相容、低硫低氯低氟等與液氧相容型滲透劑主要用于與氧氣或液氧接觸工件的滲透檢測。低硫滲透劑主要用于鎳基合金材料的滲透檢測。低氯低氟滲透劑主要用于鈦合金及奧氏體不銹鋼材料的滲透檢測。第4章滲透檢測劑2、特殊類型的滲透劑⑴著色熒光滲透劑：白光下呈鮮艷的暗紅色，而在黑光燈下發(fā)出明亮的熒光。不是將著色染料和熒光染料同時(shí)溶解到滲透溶劑中配制而成的。⑵化學(xué)反應(yīng)型滲透劑：與配套的無色顯像劑接觸時(shí)會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生鮮艷的顏色，在紫外燈照射下發(fā)出明亮的熒光，從而形成清晰的缺陷顯示。⑶高溫下使用的滲透劑：在短時(shí)間與高溫工件接觸而不破壞。⑷過濾性微粒滲透劑一種懸浮液，是將粒度大于裂紋寬度的染料懸浮在溶劑中而配制成的。當(dāng)滲透劑流進(jìn)裂紋時(shí)，染料微粒不能流進(jìn)裂紋微粒就會聚集在開口的的裂紋處，這些留在表面的微粒沉積，就可以提供裂紋顯示。第4章滲透檢測劑4.1.2滲透劑的主要組成大部分滲透劑是溶液（溶質(zhì)與溶劑），也有少數(shù)懸浮液（過濾性微粒）。1.染料-溶質(zhì)⑴著色染料著色染料多為紅色，與顯像劑產(chǎn)生紅白反差。染料應(yīng)色澤鮮艷、易溶解、易清洗、雜質(zhì)少、無腐蝕、無毒。染料有油溶型、醇溶型及油醇混合型三類，一般著色滲透劑中多使用油溶型偶氮染料。⑵熒光染料能發(fā)出黃綠色的熒光，耐黑光、耐熱、無腐蝕。熒光染料的熒光強(qiáng)度和波長與所用的溶劑和濃度有關(guān)。熒光強(qiáng)度隨濃度的增加而增強(qiáng)，但濃度增大到一定程度后就不再增加，甚至?xí)p弱。第4章滲透檢測劑2.溶劑溶劑有兩個(gè)作用：一是溶解染料，二是起滲透作用。溶劑的基本性能要求：滲透力強(qiáng)、對染料溶解性能好、揮發(fā)性小、毒性小、無腐蝕。基本溶劑和起稀釋作用的溶劑兩大類?；救軇喝芙馊玖稀⑹?jié)B透劑發(fā)出紅色色澤或熒光。稀釋溶劑：調(diào)節(jié)粘度和流動性、降低成本?；救軇┡c稀釋溶劑能否平衡地配合，就直接影響滲透液特性（粘度、表面張力、潤濕性能等），是決定滲透性能好壞的重要因素。煤油是一種最常用的溶劑。它具有表面張力小，潤濕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但它對染料的溶解度小。單靠提高滲透液的濃度來提高著色或熒光強(qiáng)度的作用有限。第4章滲透檢測劑3.其他附加成分主要有：表面活性劑、互溶劑、穩(wěn)定劑、增光劑、抑制劑、中和劑等，用于改善滲透液性能。用一種中間溶劑來溶解染料，然后再與滲透性能好的溶劑互溶，得到清沏的混合液。中間溶劑稱互溶劑。染料在溶劑中的溶解度與溫度有關(guān)，為使染料在低溫下不從溶劑中分離出來，還需在滲透液中加入一定量的穩(wěn)定劑（助溶劑、耦合劑）。乙二醇單丁醚、二乙二酸丁醚常用作偶合溶劑。使?jié)B透液具有較好的乳化性、清洗性和互溶性。第4章滲透檢測劑4.1.3滲透劑的性能1、滲透劑的綜合性能

⑴滲透能力強(qiáng)，容易滲入工件的表面缺陷。⑵熒光滲透劑應(yīng)具有鮮明的熒光，著色滲透劑應(yīng)具有鮮艷的色澤。⑶清洗性好，容易從工件表面清洗掉。⑷潤濕顯像劑的性能好，容易從缺陷中被吸附到顯像劑表面，而將缺陷顯示出來。⑸無腐蝕，對工件和設(shè)備無腐蝕性。⑹穩(wěn)定性好，在光與熱作用下，材料成份和熒光亮度或色澤能維持較長時(shí)間。⑺毒性小，盡可能不污染環(huán)境。其他：檢查鈦合金與奧氏體鋼材料時(shí)，要求滲透劑低氯低氟，檢查鎳合金材料時(shí)，要求滲透劑低硫；檢查與氧、液氧接觸的工件時(shí)，要求滲透劑與氧不發(fā)生反應(yīng)，成為惰性。第4章滲透檢測劑2、滲透劑的物理性能⑴表面張力與接觸角表面張力與接觸角是確定滲透劑是否具有高的滲透能力的兩個(gè)最主要參數(shù)。滲透劑的滲透能力用滲透劑在毛細(xì)管中上升的高度來衡量。滲透劑的滲透能力與表面張力及接觸角的余弦的乘積成正比αcosθ。αcosθ表征滲透劑滲入表面開口缺陷的能力，稱靜態(tài)滲透參量?？捎霉奖硎荆篠PP=αcosθ靜態(tài)滲透參量表征滲透劑滲入缺陷的能力。當(dāng)θ≤5°時(shí)，滲透劑的表面張力取適當(dāng)值時(shí)，滲透劑的滲透能力最強(qiáng)。

可以近似的說，靜態(tài)滲透參量就是當(dāng)接觸角θ≤5°時(shí)滲透劑的表面張力。靜態(tài)滲透參量的單位同表面張力。常用N/m表示。第4章滲透檢測劑⑵黏度滲透劑的黏度與流動性有關(guān)，它是液體分子存在摩擦力的表現(xiàn)。滲透劑性能用運(yùn)動黏度表示。滲透液具有良好的滲透性能時(shí)，黏度不影響靜態(tài)滲透參量，即不影響液體滲入缺陷的能力。滲透劑的滲透速率常用動態(tài)滲透參量（KPP）來表征。它反映的是要求受檢工件侵入滲透時(shí)間的長短。動態(tài)參量可用下式表示：滲透劑的黏度太高或太低都不好。⑶密度液體的密度越小，毛細(xì)管內(nèi)上升高度值越高，滲透能力越強(qiáng)。密度一般與溫度成反比。溫度越高，密度越低，滲透力越強(qiáng)。第4章滲透檢測劑⑷揮發(fā)性

滲透劑應(yīng)以不易揮發(fā)為好，一般在不易揮發(fā)的滲透劑中加進(jìn)一定量的揮發(fā)性液體。⑸閃點(diǎn)和燃點(diǎn)閃點(diǎn)：剛剛出現(xiàn)閃光現(xiàn)象時(shí)，液體的最低溫度，可燃性的衡量依據(jù)。燃點(diǎn)：是液體加熱到能被接觸的火焰點(diǎn)燃并能繼續(xù)燃燒的液體的最低溫度。對同一液體而言，燃點(diǎn)高于閃點(diǎn)。從安全方面考慮，滲透劑的閃點(diǎn)愈高，則愈安全。閃點(diǎn)有開口與閉口兩種測量方法。對水洗型滲透劑，原則上要求閉口閃點(diǎn)大于50℃；而對后乳化型滲透劑，閉口閃點(diǎn)一般為60～70℃。⑹電導(dǎo)性要求滲透劑具有高電阻。第4章滲透檢測劑3、滲透劑的化學(xué)性能⑴化學(xué)惰性滲透劑對被檢材料和盛裝容器應(yīng)盡可能是惰性的或不腐蝕的。硫、鈉:高溫下對鎳基合金熱腐蝕（熱脆）；鹵素（氟、氯）元素與鈦合金及奧氏體不銹鋼作用，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。標(biāo)準(zhǔn)要求將硫含量限制在1%，將氯、氟含量限制在1%。⑵清洗性水洗型滲透劑（自乳化）與后乳化型滲透劑，用粗水柱沖洗后達(dá)到不殘留明顯的熒光背景或著色底色。溶劑去除型滲透劑，能被起去除作用的溶劑溶解。第4章滲透檢測劑⑶含水量和容水量滲透劑中水含量與滲透劑總量之比的百分?jǐn)?shù)稱為含水量。滲透劑的容水量是指滲透劑出現(xiàn)分離、混濁、凝膠或靈敏度下降等現(xiàn)象時(shí)的滲透劑含水量的極限值，這一含水量的極限值稱為滲透劑的容水量。它是衡量滲透劑抗水污染能力的指標(biāo)。滲透劑含水量越小越好。滲透劑的容水量指標(biāo)越高，抗水污染性能越好。⑷毒性滲透劑應(yīng)是無毒的，與其接觸，不得引起皮膚炎癥，滲透劑揮發(fā)出來的氣體，其氣味不得引起操作者惡心。第4章滲透檢測劑⑸溶解性滲透劑中的各種溶劑都應(yīng)該是染料的良好溶劑，在高溫或低溫條件，他們應(yīng)能使染料都溶解在其中并保持在滲透劑中，在貯存或運(yùn)輸中不發(fā)生分離。⑹腐蝕性能水的污染，不僅可能使?jié)B透劑產(chǎn)生凝膠、分離、云狀物或凝聚現(xiàn)象，并且可與水洗型滲透劑中乳化劑結(jié)合而形成微堿性溶液，這種微堿性滲透劑對鋁、鎂合金工件會產(chǎn)生腐蝕。第4章滲透檢測劑4、滲透劑的特殊性能——穩(wěn)定性滲透劑的穩(wěn)定性是指滲透劑對光和溫度的耐受能力。熒光滲透劑對黑光的穩(wěn)定性是很重要的。熒光滲透劑在1000μW/cm2的黑光下照射1小時(shí)，穩(wěn)定性應(yīng)在85%以上。著色滲透劑在強(qiáng)白光照射下不應(yīng)退色。對溫度的穩(wěn)定性包括冷、熱穩(wěn)定性，即在高溫和低溫下，滲透劑都應(yīng)保持良好的溶解度。不發(fā)生變質(zhì)、分解、混濁和沉淀等現(xiàn)象?！黜?xiàng)物理化學(xué)性能中，黏度、表面張力、接觸角與清洗性能等影響滲透劑的靈敏度；閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、電導(dǎo)性與化學(xué)惰性等涉及到操作者的安全及工件和設(shè)備的腐蝕；穩(wěn)定性、揮發(fā)性屬于經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；含水量與密度等屬于材料成份的均一性試驗(yàn)。任何一種滲透劑，不可能具備一切優(yōu)良性能，也不能只用某一項(xiàng)性能來評價(jià)滲透劑的優(yōu)劣。第4章滲透檢測劑4.1.4著色滲透劑1.水洗型著色滲透劑水洗型著色滲透劑有兩種，一種是水基的，一種是油基（自乳化型）的。水基著色滲透劑以水作溶劑，在水內(nèi)溶解紅色染料。有些同油類接觸易引起爆炸的部件，進(jìn)行著色檢測時(shí)應(yīng)采用水基著色滲透劑。如：盛放液態(tài)氧的容器。油基自乳化型著色滲透劑的基本成份是在高滲透性油基溶劑中溶解有溶油性的紅色染料，同時(shí)在著色滲透劑中加有乳化劑。第4章滲透檢測劑2.后乳化型著色滲透劑后乳化型著色滲透劑的基本成分是高滲透性油基溶劑和有機(jī)溶劑內(nèi)溶解有溶油性的紅色染料，但不含乳化劑。特點(diǎn)：滲透能力強(qiáng)，靈敏度高，適合檢查淺而寬的缺陷，不適合檢查表面粗糙或有盲孔、螺紋的工件。3.溶劑去除型著色滲透劑溶劑去除型著色滲透劑基本成分與后乳化型著色滲透劑相類似。后乳化型著色滲透劑?？勺鳛槿軇┤コ蜐B透劑使用。溶劑去除時(shí)所用去除劑大都是丙酮。該類著色滲透劑與溶劑懸浮式濕顯像配合使用，可得到與熒光檢測法相似的靈敏度。著色滲透劑靈敏度較低，不能用于檢測臨界疲勞裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋或晶間腐蝕裂紋。第4章滲透檢測劑4.1.5、熒光滲透劑1.水洗型熒光滲透劑水洗型熒光滲透劑由油基滲透溶劑、互溶劑、熒光染料、乳化劑等組成。由于熒光滲透劑中含有乳化劑，故又稱“予乳化型”、“自乳化型”熒光滲透劑。2.后乳化型熒光滲透劑后乳化型熒光滲透劑由油基滲透溶劑、互溶劑、熒光染料、潤濕劑組成。3.溶劑去除型熒光滲透劑溶劑去除型熒光滲透劑與后乳化型熒光滲透劑的基本成份相類似。第4章滲透檢測劑4.2去除劑與乳化劑4.2.1去除劑與乳化劑的分類、組份及特點(diǎn)1、去除劑滲透檢測中，用來去除工件表面多余滲透劑的溶劑叫去除劑。水洗型滲透劑，直接用水去除，水就是一種去除劑。溶劑去除型滲透劑采用有機(jī)溶劑去除，這種去除溶劑應(yīng)對滲透劑中的染料（紅色染料、熒光染料）有較大的溶解度，對滲透劑中溶解染料的溶劑有良好的互溶性，并有一定的揮發(fā)性，應(yīng)不與熒光滲透劑起化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)不熄滅熒光。通常采用的去除溶劑有煤油、乙醇、丙酮、酒精、三氯乙烯等。后乳化型滲透劑是在乳化后再用水去除，他的去除劑就是乳化劑和水。第4章滲透檢測劑2、乳化劑乳化劑用于乳化不溶于水的后乳化型滲透劑，便于水沖洗。乳化劑以表面活性劑為主體，為調(diào)節(jié)黏度，調(diào)整與滲透劑的配比性，降低材料費(fèi)用等，還應(yīng)添加其他溶劑。乳化劑分為親水型及親油型兩大類。H.L.B值在8—18的乳化劑稱為親水型，乳化型式是水包油型，它能將油分散在水中；H.L.B值在3.5—6的乳化劑稱為親油型，乳化型式是油包水型，它能將水分散在油中。選擇乳化劑時(shí)，除應(yīng)考慮H.L.B值外，還應(yīng)考慮后乳化型滲透劑的具體情況。后乳化型滲透劑與乳化劑的親油基化學(xué)結(jié)構(gòu)相似時(shí)，乳化效果好。同時(shí)，由于乳化的目的是要將滲透劑去除掉，故乳化劑還應(yīng)具備良好的洗滌作用，H.L.B值在11—15范圍內(nèi)的乳化劑，既有乳化作用又有洗滌作用，是比較理想的去除劑。第4章滲透檢測劑⑴親水型乳化劑親水型乳化劑的黏度一般比較高，通常都是用水稀釋后再使用的。

親水型乳化劑作用過程示意圖第4章滲透檢測劑⑵親油型乳化劑親油型乳化劑不加水使用，若乳化劑黏度大，擴(kuò)散到滲透劑中的速度就慢，容易控制乳化，但乳化劑拖帶損耗大。乳化劑黏度低擴(kuò)散到滲透劑中的速度就快，乳化速度快，需注意控制乳化時(shí)間。親油型乳化劑應(yīng)能與后乳化型滲透劑產(chǎn)生足夠的相互作用，而起一種溶劑的作用，使工件表面多余的滲透劑能被去除。親油型乳化劑對水及對滲透劑的容許量也是乳化劑的基本要求。親油型乳化劑應(yīng)允許添加5%的水，應(yīng)允許混入20%的滲透劑，而仍然象新的乳化劑一樣，能夠有效的被水清洗掉，達(dá)到所要求的滲透檢測靈敏度。第4章滲透檢測劑4.2.2乳化劑的性能1、乳化劑的綜合性能對乳化劑的基本要求是能夠很容易地乳化并去除表面多余的后乳化型滲透劑，因此要求乳化劑的性能具備如下特點(diǎn)：⑴外觀（色澤、熒光顏色）上能與滲透劑明顯地區(qū)別開。⑵受少量水或滲透劑的污染時(shí)，而不降低乳化去除性能。表面活性與黏度或濃度適中，使乳化時(shí)間合理，乳化操作不困難。⑶貯存保管中，溫度穩(wěn)定性好，性能不變。⑷對金屬及盛裝容器不腐蝕變色。⑸對操作者的健康無害，無毒及無不良?xì)馕?。⑹閃點(diǎn)高，揮發(fā)性低，廢液及去除污水的處理簡便等。第4章滲透檢測劑2、乳化劑的物理性能⑴黏度乳化劑的黏度對滲透劑的乳化時(shí)間有直接影響。高黏度的乳化劑在滲透劑中擴(kuò)散較慢，這樣可以更精確地控制乳化程度。低黏度的乳化劑在滲透劑中擴(kuò)散較快，控制就困難些。⑵閃點(diǎn)從安全性考慮其閃點(diǎn)都不應(yīng)低于50℃。⑶揮發(fā)性主要考慮經(jīng)濟(jì)性。揮發(fā)引起過量的損失，并在乳化槽附近產(chǎn)生過量的揮發(fā)性氣體污染。第4章滲透檢測劑3、乳化劑的化學(xué)性能⑴毒性：乳化劑中所用材料必須是無毒的，不能對人體產(chǎn)生諸如惡心或引起皮膚炎癥等不良副作用。⑵容水性：乳化劑要受水的污染，特別在敞開槽中使用時(shí)更是如此。按體積計(jì)，乳化劑應(yīng)能容許混入5%的水，而無凝膠、分離、凝聚或水浮在表面上等現(xiàn)象產(chǎn)生，且須滿足同族組滲透檢測靈敏度的要求。⑶與滲透劑的相容性：按體積計(jì)，乳化劑應(yīng)能容許混入20%的滲透劑而不變質(zhì)。減少乳化劑受滲透劑污染的方法是：增加滲透劑的滴落時(shí)間；加強(qiáng)滴落后乳化前的預(yù)水洗，減少進(jìn)入乳化劑的滲透劑。第4章滲透檢測劑4.2.2溶劑去除劑1.分類：鹵化型、非鹵化型、特殊類型2.性能要求：溶解滲透劑適度、去除時(shí)揮發(fā)適度、貯存保管時(shí)穩(wěn)定、不使金屬腐蝕或變色、無不良?xì)馕丁⒍拘孕〉取?.3顯像劑顯像劑作用：將缺陷中滲透劑吸附到工件表面形成缺陷顯示；缺陷橫向擴(kuò)展，放大顯示。提供與缺陷顯示較大的背景反差。4.3.1顯像劑的種類、組份及特點(diǎn)顯像劑分為干式顯像劑與濕式顯像劑兩大類。干式顯像劑實(shí)際就是微細(xì)白色粉末。濕式顯像劑有水懸浮濕式顯像劑（白色顯像劑粉末懸浮于水中）、水溶性濕式顯像劑（白色顯像劑粉末溶解于水中）、溶劑懸浮濕式顯像劑（白色顯像劑粉末懸浮于有機(jī)溶劑中）及塑料薄膜顯像劑（白色顯像劑粉末懸浮于樹脂清漆中）等幾類。也有將塑料薄膜顯像劑單獨(dú)列為一類的。第4章滲透檢測劑1、干式顯像劑——干粉顯像劑干粉顯像劑一般與熒光滲透劑配合使用。粉顯像劑為白色無機(jī)物粉末，如氧化鎂、碳酸鈉、氧化鋅、氧化鈦粉末等。干粉顯像劑應(yīng)有較好的吸水吸油性能，容易被缺陷處微量的滲透劑潤濕，能把微量的滲透劑吸附出。干粉顯像劑應(yīng)吸附在干燥工件表面上，并僅形成一薄層顯像劑粉膜。干粉顯像劑在黑光下不應(yīng)發(fā)熒光，對工件和存放容器不應(yīng)腐蝕，且無毒。干粉顯像劑適用于螺紋及粗糙表面工件的熒光檢測。第4章滲透檢測劑2、濕式顯像劑⑴水懸浮濕式顯像劑水懸浮濕式顯像劑是干粉顯像劑按一定比例加入水中配制而成。該類顯像劑不適用于水洗型滲透檢測體系中，要求工件表面有較高的光潔度。水懸浮顯像劑一般呈弱堿性，長時(shí)間殘留在鋁鎂工件上，會出現(xiàn)腐蝕麻點(diǎn)。⑵水溶性濕式顯像劑水溶性濕式顯像劑是將顯像劑結(jié)晶粉末溶解在水中而制成。該類顯像劑也不適用于水洗型滲透檢測體系中，同時(shí)要求工件表面有較高的光潔度。第4章滲透檢測劑⑶