一种薄脆材料深层裂纹的检测方法与流程

1.本发明涉及材料裂纹检测技术领域，尤其涉及一种薄脆材料深层裂纹的检测方法。


背景技术：

2.工业上存在许多检测材料气密性的标准、方法和设备，这种气密性检测适用于各个行业，比如汽车行业的车灯防水测试，电池行业的密封性测试，智能穿戴行业的防水检测。但是对于造成产品透气原因分析的手段存在局限性，比如通过肉眼或者借助显微镜等仪器来观察裂缝细节，但无论是哪种检测手段，都无法全面找出所有的透气原因，进而无法指导材料制作工艺的改进。例如，现有的检查方法采用显微装置对工件表面进行观察，此种方法对于具有浅层裂纹的产品来说效果佳，但是对于造成透气现象的深层裂纹(贯穿工件上下表面)无法进行有效检测，尤其是薄脆材料在检测过程中存在人为引入裂纹的情况，导致检测结果出现较大偏差，进而不能作为指导材料制作工艺改进的可靠依据。
3.有鉴于此，需要提出一种新的技术方案来解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决现有技术中对材料的深层裂纹无法有效检测的问题，提供一种薄脆材料深层裂纹的检测方法，能够避免引入裂纹，进而精确找到深层裂纹的位置，为工艺改进提供客观真实的测量依据。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
6.一种薄脆材料深层裂纹的检测方法，包括以下步骤：
7.使用透明的树脂材料将待测区的至少部分进行包裹，等树脂材料固化后再沿着预设路径对待测样品进行切割，再将待测样品的切割截面置于显微镜下进行观察。
8.作为进一步的改进，在所述使用树脂材料将待测样品的待测区进行包裹的步骤之前，还包括步骤：
9.准备待测样品，根据预判位置选择待测区。
10.作为进一步的改进，所述待测区的区域大小为50*40*1mm。
11.作为进一步的改进，所述使用树脂材料将待测样品的待测区进行包裹的步骤包括：
12.准备一模具，该模具具有能够容纳待测样品的待测区的型腔；将树脂倒入模具中，再将待测样品作为镶件插入模具的型腔内，使树脂包裹在待测区周围。
13.作为进一步的改进，所述树脂包括丙烯酸脂胶粘剂d-801或冷镶嵌环氧树脂；
14.所述冷镶嵌环氧树脂由环氧树脂a胶及固化剂b胶组成，比例为3:1。
15.作为进一步的改进，所述将待测样品的切割截面置于显微镜下进行观察的步骤之前，还包括步骤：
16.对切割截面进行打磨。
17.作为进一步的改进，所述打磨步骤包括：
18.先使用粗砂纸以八字法对切割截面进行打磨，再用细砂纸对切割截面进行单向打磨。
19.作为进一步的改进，所述将待测样品的切割截面置于显微镜下进行观察的步骤包括：
20.将打磨后的待测样品定位于样品架上，对焦，移动镜头沿着切割截面的长度方向逐一拍照成像，并将图像存档。
21.作为进一步的改进，所述将图像存档的步骤之后，还包括步骤：
22.将逐一拍照得到的图像沿着切割截面的长度方向拼合为一个截面图像。
23.作为进一步的改进，所述将拍照得到的图像拼合成一个截面图像的步骤之后，还包括步骤：
24.对所述截面图像进行形态分析和/或尺寸分析。
25.相比于现有技术，本发明带来以下技术效果：
26.本发明利用透明树脂对待测样品进行包裹固化，可以保护薄脆材料的原本结构和形貌，在进行切割制取观测截面时，不会引入新的裂纹干扰测量结果，进而确保检测结果的真实性、准确性，从而为材料的生产工艺提供客观的改进依据。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
28.图1示出了本发明一较佳实施例的薄脆材料深层裂纹的检测方法流程图。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.实施例一
31.请参阅图1，本发明提供一种薄脆材料深层裂纹的检测方法，待测材料为石墨板材，该石墨板材形状轮廓不限，例如长度为80mm、宽度为40mm、厚度为1mm，整体呈矩形。石墨板材是由石墨粉经挤压成型，由于受力不均等因素，成品石墨板材上存在裂纹，影响产品性能，因此在工业上需要对其进行裂纹检测，以改进生产工艺，降低裂纹现象。由于板材较薄，一些裂纹将贯穿板材的上下表面，从板材表面无法观察到这些裂纹，需要对板材进行切割以制取截面，进而观察裂纹的数量、深度、分布等情况，为工艺改进提供数据支持。
32.具体的，石墨板材的切割截面包括矩形、锯齿形、波浪形等，视板材的实际应用场景而定。
33.所述检测方法包括以下步骤：
34.s100、准备待测样品，根据预判位置选择待测区。
35.在其中一个实施例中，待测样品的整体尺寸为80*40*1mm，预判产生裂纹的位置在中线位置处，选择中线处附件位置为待测区，待测区的区域大小为50*40*1mm，待测区必须包含预判裂纹的区域。
36.s200、使用透明的树脂材料将待测区的至少部分进行包裹，等树脂材料固化后再沿着预设路径对待测样品进行切割。
37.所述树脂材料必须要透明的，不影响观察。例如本实施例中使用混合改性丙烯酸脂胶粘剂d-801，具体包裹的步骤如下：
38.准备一模具，该模具具有能够容纳待测样品的待测区的型腔，该型腔的尺寸为：50*20*22mm；将丙烯酸脂胶粘剂d-801倒入模具的型腔中，再将待测样品作为镶件垂直插入型腔内，合模，使树脂包裹在待测区周围。静置5分钟后，丙烯酸脂胶粘剂d-801固化，此后再按照预设路径对待测样品进行切割。由于树脂材料包裹住待测区的表面，因此能够保护薄脆材料的原始结构和形貌，在切割过程中不会引入新的裂纹，最大限度地保留了待测样品存在裂纹的真实情况，从而确保测量结果的准确性。值得一提的是，型腔的空间要覆盖预判裂纹的位置。
39.具体的，可以采用线锯对石墨板材进行切割。所述使用透明的树脂材料将待测区的至少部分进行包裹是指，树脂对待测区可以进行全面包裹，也可以对待测区的部分区域进行包裹，不论如何，包裹的区域需包含预判存在裂纹的地方。
40.需要说明的是，树脂材料固化的时间取决于材料的种类和包裹的厚度，一般来说，包裹厚度越厚所需时间越长。且本发明所使用的树脂材料的固化时间必须相对较短，从几分钟到几小时不等，时间太长则会影响检测效率。例如本实施例的丙烯酸脂胶粘剂d-801，其属于现有技术，为直接可从市场上购买的产品，具体包括a胶和b胶，使用时，a胶与b胶混合比例为1：1，在常温(25℃)下静置5-10分钟即可固化，固化时间短，能很好地满足本发明的固化需求。
41.s300、对切割截面进行打磨。
42.切割后的截面存在切痕，将影响观察，在此之前对截面进行打磨处理，可使截面图像更清晰，有利于更快找到裂纹特征，提高观察效率。
43.具体的，打磨的步骤包括：
44.先使用粗砂纸以八字法对切割截面进行打磨，再用细砂纸对切割截面进行单向打磨。使用粗砂纸可快速将切痕进行磨平、磨匀，再用细砂纸单向打磨可进一步提高截面的平整度，以确保截面图像更清晰，有利于更快、更准地找到裂纹特征，提高观察效率。
45.s400、将待测样品的切割截面置于显微镜下进行观察。
46.具体的，将打磨后的待测样品定位于样品架上，对切割截面进行对焦，移动镜头沿着切割截面的长度方向逐一拍照成像，并将图像存档。
47.需要说明的是，显微镜连接有主机，主机内装有分析软件，用于对拍照图像进行分析，进而显示在屏幕上供人们观察。
48.更具体的，分析软件会将多个拍照图像合成一个完整的截面图像，进而对其进行形态分析。
49.上述形态分析指的就是观察待测样品的截面上是否存在断裂、缺口等，此种基于图像分析技术来查找样品形态缺陷的技术以及图像合成技术均已属现有技术，此处不再赘
述。
50.更进一步的，分析软件还用于对截面图像进行尺寸分析。例如通过标尺对图像进行尺寸测量，结合图像缩放比例可计算出样品的实际尺寸；将测得的实际尺寸与标准尺寸进行比对，即可获取该样品在尺寸方面的质量问题。
51.当将形态分析和尺寸分析结合起来后，更能够清楚地知道裂纹的大小、深度等细节，提供更多数据支持，更好地指导改进生产工艺。
52.实施例二
53.本实施例与实施例一的区别之处在于，使用另一种树脂材料对待测区进行包裹固化：冷镶嵌环氧树脂。
54.具体的，该冷镶嵌环氧树脂由环氧树脂a胶和固化剂b胶组成，二者比例为3:1，固化时间1h，固化温度80℃。
55.包裹的步骤与实施例一相同，固化后透明易观察、强度高，能够对待测样品提供强力保护，最大限度地保留待测样品的原始结构和形貌，在切割过程中不会引入新的裂纹，因此能测量到裂纹的真实情况，从而确保测量结果的准确性。
56.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
57.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。