陶瓷制件超声检测技术：从生坯到烧结体的全流程解析

对于结构陶瓷而言，其固有的脆性使得微小缺陷都可能成为整个部件失效的策源地。因此，在陶瓷制备的各个阶段进行精准的无损检测（NDE）与质量控制，是确保其最终性能与可靠性的核心环节。超声波技术因其对内部结构缺陷的敏感性，在陶瓷检测领域扮演着不可或不可缺的角色。本文将系统梳理超声波技术在陶瓷检测中的应用，涵盖从未烧结的脆弱坯体到致密烧结成品的完整流程。

未烧结陶瓷坯体的超声检测

未烧结的陶瓷坯体（或称“生坯”、“压坯”）通常机械强度低、声衰减大，这给检测带来了独特的挑战。如何将超声波有效地耦合进试件，同时避免污染或损伤，是此阶段的首要问题。

声能的耦合与传递

1. 膜套压贴法

为彻底隔绝液体耦合剂（如水）的渗透污染，并规避接触压力可能导致的坯体破裂，膜套压贴是一种理想的解决方案。具体操作是将试件置于高透声性的聚酯薄膜套内，通过抽真空使薄膜紧密贴合于试件表面。随后，将整个封装体浸入水中，即可进行常规的穿透法或反射法检测。探头选择上，通常采用 10MHz 的聚焦或非聚焦宽带探头；若遇到声衰减特别严重的坯体，则可选用频率更低的 2.5MHz 探头以保证信号的穿透深度。

2. 胶带耦合

这是一种更为便捷的无污染耦合方式。使用特殊的聚丙烯或聚酯胶带（如胶带本身厚度 28μm，胶层厚度 22μm）覆盖试件表面，其声学特性足以将超声波高效地传入坯体。这种胶带在检测后可以轻松去除，对样品毫发无损。

• 接触法检测：探头与胶带之间使用凝胶作为耦合剂，实现干接触检测（如图1）。
• 水浸法检测：可配合特殊设计的水袋，实现局部浸润，避免整个坯体浸水（如图2）。