CSTM-無損檢測 莫來石纖維復(fù)合材料膠接界面 太赫茲時域光譜檢測方法編制說明

《無損檢測莫來石纖維復(fù)合材料膠接界面太赫茲時域光譜檢測方法》團體標準編制說明一、工作簡況1.任務(wù)來源本標準經(jīng)中國材料與試驗團體標準委員會（以下簡稱：CSTM標準委員會）無損檢測技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域委員會審查，CSTM標準委員會批準《無損檢測莫來石纖維復(fù)合材料膠接界面太赫茲時域光譜檢測方法》立項，標準項目歸口管理委員會為CSTM/FC94無損檢測技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域委員會，標準計劃編號為CSTMLX940000433-2020，由長春理工大學(xué)牽頭承擔《無損檢測莫來石纖維復(fù)合材料膠接界面太赫茲時域光譜檢測方法》團體標準的制定工作。2.標準制定的背景和目的莫來石纖維復(fù)合材料是空天飛行器熱防護系統(tǒng)中一種重要的、大面積使用的熱防護材料，采用固化硅膠與機體粘接裝配。在航天飛機服役過程中，莫來石纖維復(fù)合材料防熱結(jié)構(gòu)的裝配粘接質(zhì)量的檢測決定著航天飛機等飛行器的飛行安全。太赫茲（THz）無損檢測技術(shù)作為一種新興的無損檢測技術(shù)，其采用非接觸測量方式，無需使用耦合劑，為莫來石纖維復(fù)合材料膠接界面無損檢測提供了新思路，可進一步奠定高超聲速飛行器和可重復(fù)使用飛行器在極端環(huán)境下安全服役的基石。3.工作主要過程按照中國材料與試驗團體標準委員會標準制修訂程序的要求，《無損檢測莫來石纖維復(fù)合材料膠接界面太赫茲時域光譜檢測方法》團體標準的編制完成了以下工作：（1）起草階段：CSTM/FC94無損檢測技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域委員會成立之后，積極開展各項標準制定工作，為保證后續(xù)標準的規(guī)范性，針對《無損檢測莫來石纖維復(fù)合材料膠接界面太赫茲時域光譜檢測方法》組建成立了標準起草工作組，確定了標準編寫原則和分工，提出標準編制進度安排。2020.06完善太赫茲無損檢測原理和術(shù)語及定義；2020.07完善檢測要求以及檢測設(shè)備和器材；2020.08完善檢測準備內(nèi)容，并制定檢測工藝規(guī)程；2020.09組織太赫茲檢測工藝規(guī)程討論會；2020.10建立膠接界面太赫茲時域波形標準數(shù)據(jù)庫；2020.11根據(jù)標準波形數(shù)據(jù)確定缺陷成像評定方法和厚度均勻性分析方法；2020.12完善檢測報告內(nèi)容，組織標準終稿討論會，并完善標準終稿內(nèi)容。（2）征求意見階段：經(jīng)討論，剛性隔熱瓦是莫來石纖維材料，因此更有針對性的將團體標準項目名稱修改為《無損檢測莫來石纖維復(fù)合材料膠接界面太赫茲時域光譜檢測方法》。并且在標準正文中，將剛性隔熱瓦名詞修改為莫來石纖維復(fù)合材料。4.主要參加單位及工作組成員主要參加單位包括：長春理工大學(xué)、中航工業(yè)成都飛機設(shè)計研究所、航空工業(yè)成都飛機工業(yè)（集團）有限責任公司、中國航天科技集團有限公司第一研究院、中國航天科工集團第三研究院。工作組成員包括：李麗娟、任姣姣、張丹丹、顧健、喬曉利、張慶茂、秦龍剛、王悅、屈強、馬寅魏、張祥林。二、標準化對象簡要情況及制修訂標準的原則1.標準化對象簡要情況本標準為旨在規(guī)范本領(lǐng)域內(nèi)各標準的制修訂和發(fā)布。2.制修訂標準的原則（1）制修訂標準的依據(jù)或理由依據(jù)中國材料與試驗團體標準制修訂管理細則、中關(guān)村材料試驗聯(lián)盟團體標準管理辦法（試行）制定本標準，規(guī)范本領(lǐng)域內(nèi)各標準的制修訂和發(fā)布。（2）制修訂標準的原則本標準編制遵循經(jīng)濟社會發(fā)展需求原則、技術(shù)先進和經(jīng)濟合理原則、適應(yīng)貿(mào)易全球化需求原則、維護公眾利益原則、協(xié)商一致原則、廣泛參與和公開透明原則。本標準在結(jié)構(gòu)編寫和內(nèi)容編排等方面依據(jù)GB/T1.1—2009《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫》進行編寫。三、采用國際標準和國外先進標準的情況在莫來石纖維復(fù)合材料粘接質(zhì)量檢測方面缺乏有效的檢測手段，國內(nèi)外尚無獨立成熟的針對莫來石纖維復(fù)合材料的太赫茲無損檢測標準。四、標準主要內(nèi)容本標準主要包括：太赫茲無損檢測原理、檢測要求、檢測設(shè)備和器材、莫來石纖維復(fù)合材料檢測工藝規(guī)程及數(shù)據(jù)處理與缺陷評定。五、主要試驗（或驗證）結(jié)果的分析、綜述報告、技術(shù)經(jīng)濟論證，預(yù)期的經(jīng)濟效果等在莫來石纖維復(fù)合材料膠接界面I中四邊預(yù)置四處脫粘缺陷，采用本標準中太赫茲無損檢測方法對其進行檢測，缺陷成像結(jié)果如圖1所示，并用矩形框標記脫粘缺陷面積，單位mm2。圖1莫來石纖維復(fù)合材料膠接界面脫粘缺陷成像結(jié)果對莫來石纖維復(fù)合材料膠接界面綜合厚度進行分析，得到其綜合厚度的均勻性分布云圖，如圖2所示。圖2膠接界面綜合厚度均勻性分布云圖獲得膠接界面均勻性量化指標，分別為厚度最大值40.4，最小值24.6，平均值30.0654，標準差為1.7447。選取圖中某一點，獲得所對應(yīng)的行列的飛行時間差值，如圖3所示，得到該行/列的厚度分布偏離均值的大小。圖3膠接界面量化曲線圖目前國際和國內(nèi)，針對太赫茲無損檢測尚無成熟的標準做依據(jù)，也沒有系統(tǒng)的無損檢測技術(shù)方法做支撐，本標準的技術(shù)前沿性不言而喻。太赫茲波不同于其它波段的電磁波，具有穿透性、指紋譜性和低能性等特點，太赫茲無損檢測技術(shù)具有檢測精度高、環(huán)境適應(yīng)性強、單面檢測和檢測信息完整等優(yōu)勢。隨著國內(nèi)航空航天事業(yè)的發(fā)展，尤其是神舟系列飛船的成功發(fā)射，表現(xiàn)出我國在航空航天材料方面取得的巨大進步。莫來石纖維復(fù)合材料作為航空航天領(lǐng)域中最廣泛應(yīng)用的防熱材料，其裝配粘接質(zhì)量的檢測可為航天飛機等飛行器的飛行安全提供極大的保障。太赫茲無損檢測方法以其獨特的技術(shù)優(yōu)勢，在航空航天無損檢測領(lǐng)域中市場需求廣泛，莫來石纖維復(fù)合材料太赫茲無損檢測規(guī)范同樣有著強勁的應(yīng)用前景。并且，通過本標準的實施，可以帶動太赫茲無損檢測的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，其社會效益和經(jīng)濟效益顯著。六、與有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標準的關(guān)系無。七、對征求意見及重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)該標準的編制過程中，無重大分歧意見。八、標準水平建議，預(yù)期的社會經(jīng)濟效果。本標準作為國內(nèi)首批太赫茲無損檢測標準，符合無損檢測數(shù)字化、圖像化、智能化、綠色化發(fā)展趨勢。太赫茲無損檢測技術(shù)為莫來石纖維復(fù)合材料的無損檢測工作提供了新思路和解決方案。通過本標準的實施，可規(guī)范莫來石纖維復(fù)合材料太赫茲無損檢測工作，為檢測人員提供指導(dǎo)和支撐。向?qū)崿F(xiàn)太赫茲時域光譜無損檢測的智能化、工程化、標準化邁進一步，對于推動太赫茲無損檢測技術(shù)從理論研究階段轉(zhuǎn)化為工程實際應(yīng)用階段具有重要的實用價值，使太赫茲無損檢測向檢測-評估-預(yù)測方向不斷進步。本標準可以在航空航天領(lǐng)域中廣泛推廣，進一步保障飛行器的粘接質(zhì)量，提高武器裝備檢測技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，保障國家重大型號項目順利實施，為飛行器的服役安全提供基石，服務(wù)于國家戰(zhàn)略需求，具有良好的社會影響力和經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿Α＞?、貫徹標準的要求和措施建議建議盡快批準、實施和貫徹本標準。十、廢止有關(guān)標準的建議無。十一、標準涉及專利情況說明本標準主要涉及以下專利：（1）某粘接層均勻性太赫茲時域光譜檢測方法，ZL201418003424.4。（已授權(quán)），主要發(fā)明內(nèi)容為針對莫來石纖維復(fù)合材料粘接層采用太赫茲時域光譜無損檢測技術(shù)進行均勻性分析。（2）某脫粘缺陷太赫茲時域光譜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別方法，ZL201618005090.3。（已授權(quán)）主要發(fā)明內(nèi)容為針對莫來石纖維復(fù)合材料粘接層脫粘缺陷的太赫茲時域光譜無損檢測結(jié)果，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能識別方法進行缺陷判別。（3）基于菲涅爾矩陣THz波傳播