纖維復(fù)合材料中的裂紋大大降低了材料強度，而裂紋的檢測又會加重材料負擔，進退維谷中，看科學(xué)家制成“電網(wǎng)”，實時檢測裂紋。

    在ISAFAN的研究計劃中，TH Koln的科學(xué)家改良了纖維復(fù)合材料裂紋的檢測方法。該新技術(shù)已申請專利，不久便能準確檢測纖維破壞中的裂紋，還可以降低昂貴的纖維復(fù)合材料的維護費用。

    德國TH Koln大學(xué)的研究團隊發(fā)現(xiàn)了一種能融入復(fù)合部件中監(jiān)測裂紋的二極管矩陣基質(zhì)。該項目發(fā)言人Jochen Blaurock教授解釋道：“我們將最新的電氣技術(shù)應(yīng)用于串聯(lián)的傳導(dǎo)路徑中，若材料內(nèi)部存在裂紋，阻斷其傳導(dǎo)路徑，系統(tǒng)會立即將此次電學(xué)性質(zhì)的改變記錄下來。”

    精確的定位檢測

    在之前的裂紋測試中，復(fù)合材料的纖維成分常常要承受較大的超聲波。由于該傳導(dǎo)路徑以毫秒為單位進行計時，每時每刻都在監(jiān)控復(fù)合成分的性質(zhì)變化，所以這項新技術(shù)能迅速檢測到裂紋并采取合適的解決措施，同時定位更加準確，矩陣網(wǎng)絡(luò)更為緊密。這項技術(shù)適用于各種形狀的復(fù)合纖維材料，目前研究團隊在尋找一種更為合適的二極管矩陣材料。Blaurock教授表示：“除了傳導(dǎo)性之外，更為重要的是二極管材料裂紋的延伸率，應(yīng)與被監(jiān)控的材料相似，即纖維復(fù)合材料和傳導(dǎo)路徑應(yīng)有著相似的機械力學(xué)性質(zhì)。若其中之一延伸速度過快，便無法準確檢測裂紋。”

    為了使這項新技術(shù)適用于大量生產(chǎn)的工業(yè)，該團隊目前發(fā)現(xiàn)了將二極管矩陣高效集成于復(fù)合材料的方法。Blaurock說：“我們?nèi)栽趯で蠊I(yè)合作伙伴，理論上該二極管線矩陣適用于在生產(chǎn)過程中合成薄片。”

    產(chǎn)品壽命周期

    除了能直接檢測裂紋破壞，研究團隊還試圖預(yù)測材料疲勞強度和剩余使用壽命。由于該復(fù)合成分受到音波的刺激后，系統(tǒng)隨之產(chǎn)生回應(yīng)，也就是若該成分的性質(zhì)發(fā)生改變，我們將能檢測到該成分對音波的反應(yīng)，使用統(tǒng)計學(xué)和物理學(xué)模型，就能預(yù)測其使用壽命。另外，風能系統(tǒng)的研究者也能在維護周期中利用這種方法檢測到葉片材料存在的壽命問題。