渗透检测原理学习教案.pptx
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1、会计学1渗透检测渗透检测(jin c)原理原理第一页,共34页。渗透检测具有以下特点渗透检测具有以下特点 A)工作原理简单,对操作者的技术要求不高工作原理简单,对操作者的技术要求不高 B)应用面广,可用于多种材料的表面检测,而且基应用面广,可用于多种材料的表面检测,而且基本上不受工件形状和尺寸的限制本上不受工件形状和尺寸的限制 C)显示不受缺陷方向的限制,一次检测可同时探测显示不受缺陷方向的限制,一次检测可同时探测不同方向的表面缺陷;不同方向的表面缺陷;D)检测用设备检测用设备(shbi)简单、成本低廉、使用方便简单、成本低廉、使用方便第1页/共34页第二页,共34页。渗透检测的局限性,主要是
2、只能检测开口的表面渗透检测的局限性,主要是只能检测开口的表面缺陷,工序比较多,探伤灵敏度受人为因素的影响缺陷,工序比较多,探伤灵敏度受人为因素的影响比较多。比较多。渗透检测对各种材料的开口式缺陷渗透检测对各种材料的开口式缺陷(如裂纹、气孔、如裂纹、气孔、分层、夹杂物、折叠分层、夹杂物、折叠(zhdi)、熔合不良、泄漏等、熔合不良、泄漏等)都能进行检查。都能进行检查。第2页/共34页第三页,共34页。特别是某些表面特别是某些表面(biomin)无损检测方法难以无损检测方法难以工作的非铁磁性金属材料和非金属材料工件。工作的非铁磁性金属材料和非金属材料工件。但对工件表面但对工件表面(biomin)粗
3、糙度有一定要求,粗糙度有一定要求,因为表面因为表面(biomin)过于粗糙及多孔的材料和工过于粗糙及多孔的材料和工件上的剩余渗透液很难完全清除,以致使真假缺件上的剩余渗透液很难完全清除,以致使真假缺陷难以判断。陷难以判断。第3页/共34页第四页,共34页。(1)渗透渗透 渗渗透透检检测测用用的的渗渗透透剂剂绝绝大大部部分分为为液液体体,故故必必须须(bx)研研究究渗渗透透过过程程中中的的毛毛细细管管现现象象、清清洗洗剩剩余余渗渗透透液液过过程程中中的的乳乳化化现现象象、显显象象过程中的毛细吸附。过程中的毛细吸附。渗渗透透检检测测中中不不同同液液体体向向固固体体孔孔隙隙中中的的渗渗透透能能力力不
4、不同同,称称为为液液体体的的渗渗透透力力,其其强强度度将明显影响发现缺陷的能力。将明显影响发现缺陷的能力。第4页/共34页第五页,共34页。液液体体的的渗渗透透力力取取决决于于液液体体的的表表面面张张力力、液液体体与与固固体体表表面面间间的的润润湿湿角角的的大大小小、缺缺陷陷的的形形状状和和大大小小以以及渗透液的粘度等因素。及渗透液的粘度等因素。液液体体的的表表面面张张力力决决定定(judng)于于液液体体的的性性质质,同一种液体,其表面张力大小与温度有关。同一种液体,其表面张力大小与温度有关。第5页/共34页第六页,共34页。液液体体和和固固体体表表面面间间的的润润湿湿角角,就就是是(jis
5、h)液液固固体体间间的界面与通过气体、液体、固体交点,向液体表面所的界面与通过气体、液体、固体交点,向液体表面所作切线之间的夹角作切线之间的夹角(含液体部分含液体部分),如图所示。,如图所示。第6页/共34页第七页,共34页。图图中中A点点处处于于液液、固固、气气三三相相交交界界处处,有有三三种种界界面面张张力力作作(l zu)用用于于该该点点,即即固固体体与与气气体体之之间间FS、气气体与液体之间体与液体之间FL以及固体与液体之间以及固体与液体之间FSL第7页/共34页第八页,共34页。当液滴处于平衡当液滴处于平衡(pnghng)时,则时,则 可可见见,FS-FSL=FL时时,则则 cos=
6、1,=0o,此此时时液液体在固体界面上完全润湿体在固体界面上完全润湿 当当FS-FSLFL时时,则则0 cos0o,液液体体对固体的润湿程度随对固体的润湿程度随 的增大而减小的增大而减小 当当 90o 时,液体在固体表面润湿不良时,液体在固体表面润湿不良第8页/共34页第九页,共34页。式式中中FL是是液液体体表表面面张张力力,故故润润湿湿作作用用与与液液体体的的表表面面张张力力有有关关,表表面面张张力力愈愈小小则则 cos愈愈大大即即润润湿湿角角减减小,液体对固体的润湿程度增加。小,液体对固体的润湿程度增加。可可以以采采用用在在液液体体中中加加入入表表面面活活性性剂剂来来降降低低表表面面张张
7、力,以达到提高润湿能力的效果。力,以达到提高润湿能力的效果。当当然然液液体体在在固固体体表表面面的的润润湿湿程程度度不不仅仅与与液液体体本本身身(bnshn)有关,而且与被润湿的固体表面性质有关。有关,而且与被润湿的固体表面性质有关。第9页/共34页第十页,共34页。细细管管中中液液面面的的高高度度和和形形状状随随液液体体对对管管壁壁的的润润湿湿情情况况不不同同而变化而变化(binhu)的观象称为液体的毛细观象的观象称为液体的毛细观象 第10页/共34页第十一页,共34页。若若液液体体与与毛毛细细管管壁壁(un b)之之间间接接触触角角小小于于90o,液液体体润润湿湿管管壁壁(un b),管管
8、中中液液面面为为凹凹面面,液液体体上上升升,如图如图a 第11页/共34页第十二页,共34页。如果如果=90o,不发生毛细上升或下降,不发生毛细上升或下降(图图b)。90o,液液体体(yt)被被压压低低,不不润润湿湿,液液面面为为凸凸面面(图图c)第12页/共34页第十三页,共34页。在在毛毛细细上上升升(shngshng)的的情情况况下下,液液体体沿沿管管手手上上升升(shngshng)是是靠靠凹凹面面上上表表面面张张力力的的分分布布使使紧紧靠靠弯弯液液面面下下的的静静压压力力下下降降,毛毛细细管管外外部部自自由由表表面面上上的的大大气气压压力力通通过过液液体体传传递递而而把把毛毛细细管管内
9、内的的液液体体上上升升(shngshng)。图图中中清清楚楚地地显显示示出出了了引引起起液液体体 在在 毛毛 细细 管管 内内 上上 升升(shngshng)的的几几种种力力的的情情况况。第13页/共34页第十四页,共34页。液液面面在在细细管管中中的的上上升升高高度度正正比比于于液液体体的的表表面面张张力力和和接接触触角角的的余余弦弦,而而与与液液体体的的密密度度和和毛毛细细管管的的直直径径(zhjng)成反比,可用下式计算成反比,可用下式计算式中式中-液体表面张力系数,液体表面张力系数,-液体润湿角,液体润湿角,d-细细管管直直径径(zhjng),-液液体体密密度度,g-重重力加速度力加速
10、度第14页/共34页第十五页,共34页。如如果果毛毛细细管管是是封封闭闭的的,有有润润湿湿力力的的液液体体在在管管内内仍然是会上升的。仍然是会上升的。但但由由于于被被压压缩缩在在封封闭闭端端中中的的空空气气和和蒸蒸汽汽会会产产生生附附加加压压力力,所所以以液液面面的的上上升升高高度度(god)(god)相相对对比比较低。较低。润润湿湿液液体体在在间间隔隔距距离离很很小小的的两两块块平平行行板板之之间间也也会会产产生生毛毛细细观观象象,液液体体表表面面的的上上升升高高度度(god)(god)为为式中式中 d -d -两块平行板之间的距离两块平行板之间的距离 第15页/共34页第十六页,共34页。
11、由由此此可可见见,在在间间距距(jin(jin j)j)为为d d 的的平平行行板板之之间间,其其润润湿湿液液体体的的上上升升高高度度恰恰为为直直径径为为d d 的的细细管管内同样液体上升高度的内同样液体上升高度的1/21/2第16页/共34页第十七页,共34页。实实际际检检测测(jin(jin c)c)中中,渗渗透透液液对对材材料料或或工工件件表面的渗透作用本质上就是液体的毛细作用。表面的渗透作用本质上就是液体的毛细作用。对对开开口口于于表表面面的的点点状状缺缺陷陷的的渗渗透透就就相相当当子子渗渗透透液在细管内的毛细作用。液在细管内的毛细作用。对对于于表表面面条条状状缺缺陷陷的的渗渗透透就就
12、相相当当于于渗渗透透液液在在间间距很小的两块平板间的毛细作用。距很小的两块平板间的毛细作用。第17页/共34页第十八页,共34页。对对固固体体(gt)(gt)窄窄间间隙隙内内液液体体薄薄层层的的研研究究表表明明,固固体体(gt)(gt)表表面面附附近近的的液液体体分分子子表表现现出出一一定定方方位位的的倾倾向向性性,具具有有固固体体(gt)(gt)分分子子的的性性质质,能能承承受受剪剪力力和和拉力。拉力。液液体体层层具具有有类类似似结结晶晶物物质质的的性性质质,边边界界层层厚厚度度为为0.1m0.1m时,液体层不能视为连续均匀的。时,液体层不能视为连续均匀的。第18页/共34页第十九页,共34
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