航空航天，鐵路及交通運輸領域

復合材料表面涂層厚度測量

 

復合材料在航空航天和交通運輸領域的應用具有諸多優勢，例如顯著減輕重量（輕量化）、提高強度，以及易于成型為金屬難以實現的復雜形狀。這類復合材料包括碳纖維增強塑料（CFRP）、纖維增強塑料（FRP）和玻璃纖維增強塑料（GRP）。

波音787飛機約50%的結構由碳纖維增強復合材料（CFRP）等復合材料構成，僅約35%的機身采用鋁合金和鈦合金等金屬材料。空客A350的結構中復合材料占比同樣達到約50%。這些材料使兩款飛機均具備燃油消耗降低、客艙增壓水平提升等優勢，從而為乘客提供更舒適的乘機體驗。

 

圖1 波音787

 

在鐵路應用領域，從短途輕軌到高速列車，復合材料憑借其減重特性、降低車輪與軌道磨損的優勢以及卓越的耐腐蝕性，實現了顯著的節能效果。此外，復合材料兼具高強度特性，且能輕松塑造成復雜形狀。許多高速列車動力車采用復合材料鼻錐，正是因為這些復雜結構難以用鋼材或鋁材制造。

高速列車車廂上的復合外飾件或面板通常至少包含兩到三層結構。底漆層用于平整表面瑕疵，干膜厚度范圍為100至150微米。底漆層或面漆層厚度范圍為50至100微米。防涂鴉層的干膜厚度最低要求為150微米，最高不超過225微米。

涂層厚度測量的意義

對于飛機復合材料表面的涂層，過厚的漆層會導致額外重量增加，并降低防雷擊系統的效能。在交通運輸應用中，對于鐵路機車面漆層不足會削弱涂層的耐候性、抗紫外線能力和抗腐蝕能力，從而縮短防護涂層的使用壽命。

對于公共交通車輛而言，驗證防涂鴉涂層厚度至關重要。憑借其多層測量能力，PELT超聲波測量儀既能驗證新設備上的防涂鴉涂層是否符合制造商規格要求，又能監測在役車輛涂層的厚度。

高速鐵路應用包括復合材料鼻錐和前端面、頂板及其他復合部件的涂層檢測，這些部件無法通過磁感應或渦流檢測方法進行測量。

 

圖2 高速鐵路

多涂層超聲測量

BYK-PELT超聲波技術可為航空航天及交通運輸領域中遇到的幾乎所有基材提供無損分層厚度測量的能力，最多可測量5層。適用基材包括玻璃纖維、碳纖維等復合材料，以及塑料、鈦、鋼和鋁等金屬材料。PELT涂層厚度測量儀采用高頻換能器技術與超聲波原理，實現高精度、高分辨率的測量。

 

圖3 復合基材涂料系統在鐵路系統的應用實例

標準與文獻

[1] ASTM E797：手持式超聲脈沖回波接觸法測厚標準實踐