1、5.1 概概 述述 渗透检测的广泛应用可以追渗透检测的广泛应用可以追溯到溯到20世纪世纪40年代，随着机械年代，随着机械工业，尤其是航空、宇航、造工业，尤其是航空、宇航、造船等工业的发展，铝合金、镁船等工业的发展，铝合金、镁合金、钛合金、高温合金、玻合金、钛合金、高温合金、玻璃钢、塑料工业等非磁性材料璃钢、塑料工业等非磁性材料的应用越来越广泛，使得渗透的应用越来越广泛，使得渗透检测在无损检测应用中的比例检测在无损检测应用中的比例大大提高，应用更加广泛。大大提高，应用更加广泛。 渗透检测就是把被检测的结构件表面处理干净后，渗透检测就是把被检测的结构件表面处理干净后，使渗透液与受检表面接触，由于毛
2、细作用，渗透使渗透液与受检表面接触，由于毛细作用，渗透液将渗透到表面开口的细小缺陷中去。然后去除液将渗透到表面开口的细小缺陷中去。然后去除零件表面残存的渗透液，再用显像剂吸出已渗透零件表面残存的渗透液，再用显像剂吸出已渗透到缺陷中去的渗透液，从而在零件表面显出损伤到缺陷中去的渗透液，从而在零件表面显出损伤或缺陷的图像。或缺陷的图像。 渗透检测又叫渗透探伤，是一种检测材料（或零件）表面渗透检测又叫渗透探伤，是一种检测材料（或零件）表面和近表面开口缺陷的方法。和近表面开口缺陷的方法。 它几乎不受材料的限制，也不受零件的形状、大小、组织它几乎不受材料的限制，也不受零件的形状、大小、组织结构、化学成分
3、和缺陷方位的限制，可广泛用于锻件、铸结构、化学成分和缺陷方位的限制，可广泛用于锻件、铸件、焊接件、各种机加工零件及陶瓷、玻璃、塑料、粉末件、焊接件、各种机加工零件及陶瓷、玻璃、塑料、粉末冶金等零件的表面质量检验。冶金等零件的表面质量检验。 渗透检测不需要特别复杂的设备，操作简单，缺陷显示直渗透检测不需要特别复杂的设备，操作简单，缺陷显示直观，检测灵敏度高，检测费用低，对复杂零件可一次检测观，检测灵敏度高，检测费用低，对复杂零件可一次检测出各个方向的缺陷。出各个方向的缺陷。 但是渗透检测不适用于多孔材料的检测，探伤结构受表面但是渗透检测不适用于多孔材料的检测，探伤结构受表面光洁度的影响，同时也受
4、检测人员技术水平的影响，它只光洁度的影响，同时也受检测人员技术水平的影响，它只能检测表面开口缺陷，对内部缺陷无能为力。能检测表面开口缺陷，对内部缺陷无能为力。渗透检测技术渗透检测技术5.1.1 渗透检测的基本原理渗透检测的基本原理 渗透检测的基本原理是依据液体的某些特性为基础，可从渗透检测的基本原理是依据液体的某些特性为基础，可从四个方面加以叙述。四个方面加以叙述。1、渗透、渗透 将工件浸渍在渗透液中（或采用喷涂、毛刷将渗透液均将工件浸渍在渗透液中（或采用喷涂、毛刷将渗透液均匀的涂抹于工件表面），如工件表面存在开口状缺陷，渗透匀的涂抹于工件表面），如工件表面存在开口状缺陷，渗透液就会沿缺陷边壁
5、逐渐浸润而渗入缺陷内部，如图所示。液就会沿缺陷边壁逐渐浸润而渗入缺陷内部，如图所示。 2、清洗、清洗 渗透液充分渗入缺陷内以后，用水或溶剂将工件表面渗透液充分渗入缺陷内以后，用水或溶剂将工件表面多余的渗透液清洗干净，如图所示。多余的渗透液清洗干净，如图所示。 3、显像、显像 将显像剂（氧化镁、二氧化硅）配制成显像液并均匀地将显像剂（氧化镁、二氧化硅）配制成显像液并均匀地涂覆在工件表面，形成显像膜，残留在缺陷内的渗透液通过涂覆在工件表面，形成显像膜，残留在缺陷内的渗透液通过毛细现象的作用被显像剂吸附，在工件表面显示放大的缺陷毛细现象的作用被显像剂吸附，在工件表面显示放大的缺陷痕迹，如图所示。痕迹
6、，如图所示。 4、观察、观察 在自然光下（着色渗透法）或在紫外线灯照射下（荧在自然光下（着色渗透法）或在紫外线灯照射下（荧光渗透法），检验人员用目视法进行观察，如图所示。光渗透法），检验人员用目视法进行观察，如图所示。 在自然光下（着色渗透法），用目视法观察缺陷在自然光下（着色渗透法），用目视法观察缺陷5.1.2 渗透检测的特点及适用范围渗透检测的特点及适用范围1、渗透检测的特点、渗透检测的特点 液体渗透检测是一种最古老的探伤技术。它可以液体渗透检测是一种最古老的探伤技术。它可以检查金属和非金属材料表面开口状的缺陷。与其他检查金属和非金属材料表面开口状的缺陷。与其他无损检测方法相比，具有检测原
7、理简单、操作容易、无损检测方法相比，具有检测原理简单、操作容易、方法灵活、适应性强的特点，可以检查各种材料，方法灵活、适应性强的特点，可以检查各种材料，且不受工件几何形状、尺寸大小的影响，对于小零且不受工件几何形状、尺寸大小的影响，对于小零件可以采用浸液法，对大零件可采用刷涂或喷涂法，件可以采用浸液法，对大零件可采用刷涂或喷涂法，可检查任何方向的缺陷。基于这些优点，其应用极可检查任何方向的缺陷。基于这些优点，其应用极为广泛。为广泛。2.1 扩晶 扩晶也称为绷片，是利用白膜或蓝膜在扩晶时产生的张力带动间隙较小的芯片运动，将原本紧密排列在一起的芯片分开，使得芯片和芯片之间的距离变大，适合刺晶操作。
8、 扩晶需要用到的材料为：芯片、翻晶膜。 需要用到的工具设备为：显微镜、扩晶机、扩晶环、挑晶笔、镊子、剪刀、手指套、防静电手环、离子吹风机。2.1.1 扩晶用物料芯片LED芯片也称为LED发光芯片，是LED灯的核心组件，它主要由砷（AS）、铝（AL）、镓（Ga）、铟（IN）、磷（P）、氮（N）、锶（Si）这几种元素中的若干种组成。其主要功能是：把电能转化为光能。1. 1. 常见芯片的种类常见芯片的种类根据用途分根据颜色分根据形状分根据大小分2. 芯片的结构芯片的结构3. 常用芯片简图常用芯片简图 4. 芯片的衬底材料 一般LED芯片的衬底有三种材料：蓝宝石（Al2O3）、硅（Si）、碳化硅（Si
9、C）。三种衬底材料的综合性能三种衬底材料的综合性能5. 芯片的标签与检验 芯片主要用显微镜检查，查看材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑，芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求，电极图案是否完整。 6. 芯片的存储与包装 用于封装的芯片尺寸较小，容易受到外界灰尘、震动、静电等损伤，过高的温度和过大的湿度都会使得金属合金材料制成的金属电极氧化、脏污、破裂、受损，因此芯片对其保存环境也很挑剔，不仅对温度有要求，对湿度也有要求。 如果没有干燥箱，芯片应该尽量存放在通风干燥的地方，以保证芯片本身的性质尽量少受到外界环境的影响。 芯片的包装芯片的包装 液体渗透检测又分液体渗透检测又分着色法着色法和和荧光法荧光法
10、，就其原理，就其原理是相同的，都是基于液体的某些物理特性，只是观是相同的，都是基于液体的某些物理特性，只是观察缺陷的形式不同。察缺陷的形式不同。着色法是在可见光下观察缺陷，着色法是在可见光下观察缺陷，而荧光法是在紫外线灯的照射下观察缺陷。而荧光法是在紫外线灯的照射下观察缺陷。 液体渗透检测对表面裂纹有很高的检测灵敏度液体渗透检测对表面裂纹有很高的检测灵敏度（已能达到（已能达到检测开口宽度达检测开口宽度达0.5mm的裂缝的裂缝）。其缺）。其缺点是操作工艺程序要求严格、繁琐、不能发现非开点是操作工艺程序要求严格、繁琐、不能发现非开口表面的皮下和内部缺陷、检验缺陷的重复性较差。口表面的皮下和内部缺陷
11、、检验缺陷的重复性较差。 2、渗透检测的适用范围、渗透检测的适用范围 在工业生产中，液体渗透检测用于工艺条件试验、在工业生产中，液体渗透检测用于工艺条件试验、成品质量检验和设备检修过程中的局部检查等。它成品质量检验和设备检修过程中的局部检查等。它可以用来检验可以用来检验非多孔性非多孔性的黑色和有色金属材料以及的黑色和有色金属材料以及非金属材料，能显示的各种缺陷如下：非金属材料，能显示的各种缺陷如下：（1）铸件表面的裂纹、缩孔、疏松、冷隔和气孔；）铸件表面的裂纹、缩孔、疏松、冷隔和气孔； (2）锻件、轧制件和冲压件表面的裂纹、分层和折）锻件、轧制件和冲压件表面的裂纹、分层和折 叠等；叠等；（3）
12、焊接件表面的裂纹、熔合不良、气孔等；）焊接件表面的裂纹、熔合不良、气孔等；（4）金属材料的磨削裂纹、疲劳裂纹、应力腐蚀裂）金属材料的磨削裂纹、疲劳裂纹、应力腐蚀裂 纹、热处理淬火裂纹等；纹、热处理淬火裂纹等； （5）酚醛塑料、陶瓷、玻璃等非金属材料和器）酚醛塑料、陶瓷、玻璃等非金属材料和器 件的表面裂纹等缺陷；件的表面裂纹等缺陷； （6）各种金属、非金属容器泄漏的检查；）各种金属、非金属容器泄漏的检查； （7）在役设备检修时的局部检查。）在役设备检修时的局部检查。 液体渗透液体渗透不适用于检查多孔性材料或多孔性不适用于检查多孔性材料或多孔性表面缺陷，表面缺陷，因为缺陷显示的图像难以判断。因为缺
13、陷显示的图像难以判断。 5.2 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础 5.2.1 物质的分子运动物质的分子运动 物质的分子运动在现代物理学中，通常用分物质的分子运动在现代物理学中，通常用分子之间的力和分子所具有的能量来解释和说明物子之间的力和分子所具有的能量来解释和说明物质的性质。物质分子的化学特性与它们的成分有质的性质。物质分子的化学特性与它们的成分有关，关，而它们的物理特性与分子间作用力的大小、而它们的物理特性与分子间作用力的大小、分子间的距离大小有关。分子间的距离大小有关。按照分子间作用力和距按照分子间作用力和距离的大小的关系，物质可分成固体、液体和气体离的大小的关系，物质可分成固体、液
14、体和气体三大类。在固体中分子排列紧密，液体中分子排三大类。在固体中分子排列紧密，液体中分子排列居中，气体中分子排列最松。列居中，气体中分子排列最松。所以气体的活动所以气体的活动性最大，液体居中，固体最小。性最大，液体居中，固体最小。 物质的分子是在不断运动的。分子的平均动能取物质的分子是在不断运动的。分子的平均动能取决于物质的温度，温度升高其平均动能增加，其活动决于物质的温度，温度升高其平均动能增加，其活动性也随之增加。对于不起化学反应的分子来说，分子性也随之增加。对于不起化学反应的分子来说，分子的动能同样遵守能量守恒定律。在不引起产生新物质的动能同样遵守能量守恒定律。在不引起产生新物质的分子
15、碰撞中，能量完全守恒的碰撞称为弹性碰撞。的分子碰撞中，能量完全守恒的碰撞称为弹性碰撞。在碰撞时，固体中的分子仅仅在平衡位置附近振动，在碰撞时，固体中的分子仅仅在平衡位置附近振动，而在液体和气体中由于分子具有较大的动能，又因分而在液体和气体中由于分子具有较大的动能，又因分子之间的距离较大，分子间的吸引力小，所以分子的子之间的距离较大，分子间的吸引力小，所以分子的运动足以克服分子间的吸引力，分子就会产生自由振运动足以克服分子间的吸引力，分子就会产生自由振动。这就形成了液体和气体分子的扩散。动。这就形成了液体和气体分子的扩散。 5.2.2 液体的表面张力液体的表面张力 液体中分子之间是相互吸引的，但
16、液面的分子与液体中分子之间是相互吸引的，但液面的分子与液体内部的分子所受的力是不同的。处于液体内部液体内部的分子所受的力是不同的。处于液体内部的分子受到的吸引力来自四面八方、互相均等且处的分子受到的吸引力来自四面八方、互相均等且处于平衡状态。于平衡状态。而液体表层的分子则不一样，它受到而液体表层的分子则不一样，它受到向液体内部方向的吸引力大，受到表层外空气分子向液体内部方向的吸引力大，受到表层外空气分子的吸引力小，不能达到平衡状态，所以液面有自动的吸引力小，不能达到平衡状态，所以液面有自动缩小的趋势，这种使表面收缩的力叫表面张力。缩小的趋势，这种使表面收缩的力叫表面张力。 如图所示，有一金属框
17、，其中一边如图所示，有一金属框，其中一边AB是活动的，框中是活动的，框中网着一层液体薄膜。如果网着一层液体薄膜。如果AB边同相连的两边摩擦力可忽略边同相连的两边摩擦力可忽略不计，并且我们不施加任何外力，那么不计，并且我们不施加任何外力，那么AB边将向左移动；边将向左移动；因此要保持张紧薄膜平衡，就必须施加外拉力。显然使因此要保持张紧薄膜平衡，就必须施加外拉力。显然使AB边向左移动的力，就是表面张力边向左移动的力，就是表面张力f，在数值上与外拉力，在数值上与外拉力F相相等。而且薄膜边界等。而且薄膜边界L的长度越大，表面张力就越大。的长度越大，表面张力就越大。 fa aL式中式中a为表面张力系数。
18、为表面张力系数。 LFBA 在表面张力的作用下，液体表面层有收缩在表面张力的作用下，液体表面层有收缩到最小的趋势。例如，一滴液体若不受外力作到最小的趋势。例如，一滴液体若不受外力作用，它应取球形。一种物质的表面张力大小与用，它应取球形。一种物质的表面张力大小与它所接触的另一种物质的性质有关。它所接触的另一种物质的性质有关。通常说的通常说的某液体的表面张力，是指液体与空气间的界面某液体的表面张力，是指液体与空气间的界面张力。表面张力是分子间相互作用的结果，故张力。表面张力是分子间相互作用的结果，故分子间作用力越强，表面张力越大。分子间作用力越强，表面张力越大。由于热运由于热运动会减弱分子间的作用
19、力，故表面张力随温度动会减弱分子间的作用力，故表面张力随温度升高而减小。升高而减小。 表面张力的示范实验（表面张力的示范实验（1）表面张力的示范实验（表面张力的示范实验（1）5.2.3 液体的润湿与铺展液体的润湿与铺展 液体滴在固体表面，有两种情况发生，一液体滴在固体表面，有两种情况发生，一种是液体各个分子之间相互作用力小于液体分种是液体各个分子之间相互作用力小于液体分子与固体分子之间的相互作用力，液体与固体子与固体分子之间的相互作用力，液体与固体发生浸润，液珠呈半球状，然后在固体表面铺发生浸润，液珠呈半球状，然后在固体表面铺开。另一种是液体各个分子之间相互作用力大开。另一种是液体各个分子之间
20、相互作用力大于液体分子与固体分子之间的相互作用力，液于液体分子与固体分子之间的相互作用力，液滴不与固体发生浸润，不向四周铺开，仍有收滴不与固体发生浸润，不向四周铺开，仍有收缩的趋势。缩的趋势。接触角接触角(contact angle)接触角的示意图：接触角的示意图：润湿润湿液液固固气气ANM f液固液固f固气固气f液气液气接触角是指液体与固体间的界面接触角是指液体与固体间的界面和液体表面切线所夹（包含液体）和液体表面切线所夹（包含液体）角度。角度。液体对固体的润湿程度，液体对固体的润湿程度，可用液、固之间的接触角可用液、固之间的接触角 的大小的大小来表示。来表示。不润湿不润湿液液固固气气ANM
21、 f液固液固f固气固气f液气液气接触角接触角(contact angle) 在液滴与固体、气体相某分界点在液滴与固体、气体相某分界点A处，界面张力处，界面张力f固气固气会力会力图使液滴沿固体表面扩展，而界面张力图使液滴沿固体表面扩展，而界面张力f液气液气、f液固液固则力图使液则力图使液体表面收缩。两种力达到平衡时，下列关系成立：体表面收缩。两种力达到平衡时，下列关系成立： f固气固气 f液固液固f液气液气 cos 即即 cos (f固气固气f液固液固）/ f液气液气由上式可得如下几点结论：由上式可得如下几点结论： （1）如果）如果f固气固气f液固液固，cos 0，液体在固体表面润湿不良。，液体
22、在固体表面润湿不良。当当 180时，完全不润湿，时，完全不润湿，如汞在玻璃表面。如汞在玻璃表面。 （2）如果）如果f固气固气f液固液固，则，则cos 0， 90，固体能被液体，固体能被液体润湿。但是不铺展开来。润湿。但是不铺展开来。 （3）如果）如果f固气固气f液固液固，且，且f液气液气f固气固气f液固液固，则有则有0cos 1，即有，即有0 90，液体对固体的润湿程度随，液体对固体的润湿程度随 的的增大而减小，如水在洁净的玻璃表面。增大而减小，如水在洁净的玻璃表面。 总之液体若要在固体表面铺展，必须有条件：总之液体若要在固体表面铺展，必须有条件： f固气固气f液固液固 对于飞机结构件（或指定
23、的被检测材料）而言，对于飞机结构件（或指定的被检测材料）而言，f固气固气是常量。要获得上述是常量。要获得上述cos 1 1的结果，可在渗透液中加进的结果，可在渗透液中加进一些表面活性剂，以改变一些表面活性剂，以改变f液固液固和和f液气液气的大小，从而获得良的大小，从而获得良好的润湿展铺效果。好的润湿展铺效果。 铺展过程铺展过程s5.2.4 液体的毛细管现象液体的毛细管现象 把一根很细的管子插入液体中，如果液体把一根很细的管子插入液体中，如果液体能能润湿管子润湿管子，那么液体会在管子里，那么液体会在管子里上升上升，且管，且管子子液面为凹形液面为凹形；如果液体；如果液体不润湿管子不润湿管子，那么管
24、，那么管子里的液体子里的液体比液面低比液面低，且呈，且呈凸形凸形，这种弯曲的，这种弯曲的液面叫弯月面。液面叫弯月面。 通常把这种细管内液面高度变化的现象叫通常把这种细管内液面高度变化的现象叫做毛细管现象，又称毛细现象或毛细作用。做毛细管现象，又称毛细现象或毛细作用。 如图所示，设半径为如图所示，设半径为r的清洁的贯的清洁的贯通玻璃管，一端插入液体中，设液体通玻璃管，一端插入液体中，设液体的密度为的密度为，在管内的接触角为，在管内的接触角为 ，液，液体表面张力系数为体表面张力系数为a a。 由于表面张力的存在，毛细管中弯由于表面张力的存在，毛细管中弯曲的液面内外有一压强差。在液面上曲的液面内外有
25、一压强差。在液面上取出一小块，设液体表面是半径为取出一小块，设液体表面是半径为R的的球面的一部分，它受两个力：通过边球面的一部分，它受两个力：通过边线作用在液块上的表面张力（形成附线作用在液块上的表面张力（形成附加在液面上的压力差）和重力（在此加在液面上的压力差）和重力（在此因重力比较小可以忽略）。表面张力因重力比较小可以忽略）。表面张力fa aL，可以分解为两个分量，可以分解为两个分量 因为因为 rdrR2cos所以对于毛细管而言：所以对于毛细管而言： gdhacos4 由上式可知，若液体表面张力越大，润湿作用越强，液由上式可知，若液体表面张力越大，润湿作用越强，液体密度越小，管子半径越细，
26、则液体在管里上升高度越大。体密度越小，管子半径越细，则液体在管里上升高度越大。 实际检测中，实际检测中，渗透液对工件表面的渗透作用本质上就是液体渗透液对工件表面的渗透作用本质上就是液体的毛细作用。的毛细作用。 这就是：渗透液渗入到表面开口的细小缺陷中这就是：渗透液渗入到表面开口的细小缺陷中去和显像剂又将已渗透到缺陷中的渗透液吸出的工去和显像剂又将已渗透到缺陷中的渗透液吸出的工作原理作原理。 由于采用的渗透液都是能润湿零件的，渗透液就可以向缺由于采用的渗透液都是能润湿零件的，渗透液就可以向缺陷内渗透，并且在裂纹的细槽内出现近似圆柱面的弯月面。圆陷内渗透，并且在裂纹的细槽内出现近似圆柱面的弯月面。
27、圆柱形液面下的附加压强为：柱形液面下的附加压强为： RPa附对于裂纹而言对于裂纹而言 由由Rb/2sinf f，则：，则：2 sinbPaf附式中：式中：b为裂纹宽度。为裂纹宽度。 缺陷很小，即细槽宽度缺陷很小，即细槽宽度b b很小，所以这个附加压强很小，所以这个附加压强很大，方向指向缺陷内部，迫使渗透液往下渗透，压很大，方向指向缺陷内部，迫使渗透液往下渗透，压缩槽内的气体，直到气体的反压强同它平衡为止。缩槽内的气体，直到气体的反压强同它平衡为止。毛细现象示意图毛细现象示意图当玻璃管插入水槽中时，管内的水柱会高出当玻璃管插入水槽中时，管内的水柱会高出槽中的水面。管径愈小者，管中的水柱愈高槽中的
28、水面。管径愈小者，管中的水柱愈高 对开口于表面的点状缺陷的渗透就相当于渗透液对开口于表面的点状缺陷的渗透就相当于渗透液在细管内的毛细作用；对于表面条状缺陷的渗透就相在细管内的毛细作用；对于表面条状缺陷的渗透就相当于渗透液在间距很小的两块平板间的毛细作用。当于渗透液在间距很小的两块平板间的毛细作用。 显像过程利用的也是渗透现象，当工件表面的显像过程利用的也是渗透现象，当工件表面的一层渗透液被清除以后，缺陷中的剩余渗透液将部分一层渗透液被清除以后，缺陷中的剩余渗透液将部分回渗到工件表面回渗到工件表面这看起来似乎与前面提到的渗透液渗入缺陷有矛盾。这看起来似乎与前面提到的渗透液渗入缺陷有矛盾。 实际上
29、是当表面那一层多余的渗透液被去除后，缺陷内剩余的渗透液实际上是当表面那一层多余的渗透液被去除后，缺陷内剩余的渗透液失去平衡，其中一部分会被吸到工件表面上来，直至达到新的平衡。失去平衡，其中一部分会被吸到工件表面上来，直至达到新的平衡。5.2.5 乳化作用与乳化剂乳化作用与乳化剂 完成渗透过程后，紧接着就是除液清洗过程。完成渗透过程后，紧接着就是除液清洗过程。因为材料或工件被检表面剩余渗透液的除净与否因为材料或工件被检表面剩余渗透液的除净与否直接影响检测的正确性。一般用水清洗最方便。直接影响检测的正确性。一般用水清洗最方便。但由于渗透液的主要成分为油液，因此，单纯用但由于渗透液的主要成分为油液，
30、因此，单纯用水清洗很困难。若在水中加入一些乳化剂，清洗水清洗很困难。若在水中加入一些乳化剂，清洗就容易得多，这是因为油水互不相溶，而当加入就容易得多，这是因为油水互不相溶，而当加入乳化剂后，由于乳化剂吸附在油水两相界面上，乳化剂后，由于乳化剂吸附在油水两相界面上，以其亲油基与油相连，亲水基与水相连，把油和以其亲油基与油相连，亲水基与水相连，把油和水连接起来，从而克服了油水间的相互排斥作用。水连接起来，从而克服了油水间的相互排斥作用。疏水基疏水基亲水基亲水基表面活性剂分子模型表面活性剂分子模型油油水水油油水水加入乳化剂后油水层生成稳定的乳化液加入乳化剂后油水层生成稳定的乳化液渗透液在缺陷中的残留
31、性渗透液在缺陷中的残留性 在清洗工件表面剩余渗透液的同时，如果连同已在清洗工件表面剩余渗透液的同时，如果连同已渗入缺陷内的渗透液也被清洗了，那就会影响发渗入缺陷内的渗透液也被清洗了，那就会影响发现缺陷的能力，降低检测灵敏度和可靠性。因此，现缺陷的能力，降低检测灵敏度和可靠性。因此，渗透液在缺陷中不致被清洗掉的能力越强，则检渗透液在缺陷中不致被清洗掉的能力越强，则检测灵敏度和可靠性就越高。这种能力称为测灵敏度和可靠性就越高。这种能力称为渗透液渗透液在缺陷中的残留性。在缺陷中的残留性。 实际检测中用水清洗时，由于缺陷（特别是裂纹）实际检测中用水清洗时，由于缺陷（特别是裂纹）的开口处与水的接触面有限
32、，该处的混合液含水的开口处与水的接触面有限，该处的混合液含水量容易处在形成凝胶的范围内，封住了裂纹开口量容易处在形成凝胶的范围内，封住了裂纹开口处，使已渗入缺陷中的渗透液不被水清洗掉。然处，使已渗入缺陷中的渗透液不被水清洗掉。然而，被检工件表面上的剩余渗透液因接触的水量而，被检工件表面上的剩余渗透液因接触的水量大，其粘度很低，很容易被清洗掉。大，其粘度很低，很容易被清洗掉。5.3 渗透检验的基本检验程序渗透检验的基本检验程序（1）试件表面的预清洗：）试件表面的预清洗： 试件表面可经过如酸洗、碱洗、溶剂清洗等使试试件表面可经过如酸洗、碱洗、溶剂清洗等使试件表面清洁，防止表面污物遮蔽缺陷和形成不均
33、匀的件表面清洁，防止表面污物遮蔽缺陷和形成不均匀的背景衬托造成判别困难，并且应尽可能地去除表面开背景衬托造成判别困难，并且应尽可能地去除表面开口缺陷中的填充物，清洗后还需进行干燥，以保证渗口缺陷中的填充物，清洗后还需进行干燥，以保证渗透效果。预清洗工序中特别要注意采用的清洗介质不透效果。预清洗工序中特别要注意采用的清洗介质不能影响所应用的渗透液的性能（即不应与渗透液能发能影响所应用的渗透液的性能（即不应与渗透液能发生反应而导致渗透液失效或性能下降）。生反应而导致渗透液失效或性能下降）。 （2）渗透：）渗透： 着色渗透检验采用的着色渗透液一般是加入了红色染着色渗透检验采用的着色渗透液一般是加入了
34、红色染料的有机溶剂，并含有增强渗透能力的界面活性剂以及其料的有机溶剂，并含有增强渗透能力的界面活性剂以及其他为保障渗透液性能的添加剂。也有一种着色渗透液属于他为保障渗透液性能的添加剂。也有一种着色渗透液属于反应型渗透液，它本身是无色透明的，但是遇到显像剂后反应型渗透液，它本身是无色透明的，但是遇到显像剂后将会发生化学反应而在白光下呈现红色。将会发生化学反应而在白光下呈现红色。 渗透液的施加通常可以采用特殊包装的喷罐进行喷涂，渗透液的施加通常可以采用特殊包装的喷罐进行喷涂，或者刷涂，适应于现场检验或者大型工件、构件的局部检或者刷涂，适应于现场检验或者大型工件、构件的局部检验，对于生产线上或者批量
35、小零件，则可以采用浸渍方式，验，对于生产线上或者批量小零件，则可以采用浸渍方式，使被检测的试件均匀敷设渗透液并在润湿状态下保持一段使被检测的试件均匀敷设渗透液并在润湿状态下保持一段时间（工艺上称为渗透时间）以保证充分渗透。时间（工艺上称为渗透时间）以保证充分渗透。 （3）清洗：）清洗： 渗透后清洗或称作中间清洗，根据渗透液种类的不同，渗透后清洗或称作中间清洗，根据渗透液种类的不同，有不同的清洗方法。对于溶剂型渗透液采用专门的溶剂型清有不同的清洗方法。对于溶剂型渗透液采用专门的溶剂型清洗液，对水洗型渗透液可直接采用清水。清洗工序的目的是洗液，对水洗型渗透液可直接采用清水。清洗工序的目的是通过擦拭
36、或冲洗方式将试件表面上多余的渗透液清除干净，通过擦拭或冲洗方式将试件表面上多余的渗透液清除干净，但应注意但应注意防止清洗时间过长或者清洗用的水压过大以致造成防止清洗时间过长或者清洗用的水压过大以致造成过清洗（即连同渗入缺陷内的渗透液也被清洗掉而失去检验过清洗（即连同渗入缺陷内的渗透液也被清洗掉而失去检验的可靠性），的可靠性），但也不能欠清洗（清洗不足）但也不能欠清洗（清洗不足）而导致试件表面而导致试件表面残留较多的渗透液以至在施加显像剂时形成杂乱的背景干扰残留较多的渗透液以至在施加显像剂时形成杂乱的背景干扰对检测迹痕的辨别。对检测迹痕的辨别。 （4）干燥：）干燥：清洗后的试件还需经过一定时间的
37、自然干燥（如清洗后的试件还需经过一定时间的自然干燥（如溶剂型清洗液）或人工干燥（如清水清洗，采用冷风或热风干溶剂型清洗液）或人工干燥（如清水清洗，采用冷风或热风干燥，或者木屑干燥等）。燥，或者木屑干燥等）。 （5）显像：）显像：着色渗透检验的显像剂一般采用白色粉末（例如着色渗透检验的显像剂一般采用白色粉末（例如氧化锌、氧化镁等，用以提高试件上的背景对比度）加入到有氧化锌、氧化镁等，用以提高试件上的背景对比度）加入到有机溶剂中并含有一定的胶质（有利于固定、约束迹痕，防止迹机溶剂中并含有一定的胶质（有利于固定、约束迹痕，防止迹痕的扩张弥散而难以辨认），组成均匀的悬浮液。痕的扩张弥散而难以辨认），组
38、成均匀的悬浮液。 显像剂的施加方法同样可以采取喷罐喷涂、刷涂，或者快显像剂的施加方法同样可以采取喷罐喷涂、刷涂，或者快速浸渍后立即提起垂挂滴干等方式，要点是能迅速地在试件表速浸渍后立即提起垂挂滴干等方式，要点是能迅速地在试件表面敷设一层薄而均匀的显像剂覆盖在试件的被检验表面。施加面敷设一层薄而均匀的显像剂覆盖在试件的被检验表面。施加显像剂后，视具体显像剂产品的要求，需要有一个显像时间能显像剂后，视具体显像剂产品的要求，需要有一个显像时间能让缺陷中的渗透液反渗出来形成迹痕，这个时间一般很短（通让缺陷中的渗透液反渗出来形成迹痕，这个时间一般很短（通常只需要数秒钟，有的甚至即喷即显）。常只需要数秒钟
39、，有的甚至即喷即显）。 （6）观察评定：）观察评定：在足够强的白光或自然光下用肉在足够强的白光或自然光下用肉眼观察被检查的试件表面，并对显现的迹痕进行判眼观察被检查的试件表面，并对显现的迹痕进行判断与评定。由于是依靠人眼对颜色对比进行辨别，断与评定。由于是依靠人眼对颜色对比进行辨别，因此除了对于观察用的光强有一定要求外，也对检因此除了对于观察用的光强有一定要求外，也对检验人员眼睛的视力和辨色能力有一定的要求（例如验人员眼睛的视力和辨色能力有一定的要求（例如不能有色盲）。不能有色盲）。 （7）后清洗：）后清洗：经过着色渗透检验后的试件必须及经过着色渗透检验后的试件必须及时进行清洗，以防止检验介质
40、（渗透液、显像剂）时进行清洗，以防止检验介质（渗透液、显像剂）对试件产生腐蚀。对试件产生腐蚀。 5.4 影响渗透检验质量的因素影响渗透检验质量的因素 试件的表面光洁度：试件的表面光洁度： 试件表面粗糙时，多余的渗透液不容易清除干净，因而在试件表面粗糙时，多余的渗透液不容易清除干净，因而在显像时容易造成背景衬托不清楚而可能产生伪显示（假迹显像时容易造成背景衬托不清楚而可能产生伪显示（假迹痕）或者遮蔽、干扰对缺陷迹痕的判断与评定。痕）或者遮蔽、干扰对缺陷迹痕的判断与评定。 试件的预清洗与渗透后清洗：试件的预清洗与渗透后清洗： 试件预清洗不良时，表面污染将会妨碍渗透的进行，特别试件预清洗不良时，表面
41、污染将会妨碍渗透的进行，特别是表面缺陷内的充填物太多时，将缺陷堵塞，妨碍渗透液是表面缺陷内的充填物太多时，将缺陷堵塞，妨碍渗透液的渗入，因而使得缺陷可能无法检出。在渗透后或乳化后的渗入，因而使得缺陷可能无法检出。在渗透后或乳化后的清洗中，清洗过度（例如清洗时间过长、清洗用水的水的清洗中，清洗过度（例如清洗时间过长、清洗用水的水压过大或者水温过高等）会使一部分已经渗入缺陷的渗透压过大或者水温过高等）会使一部分已经渗入缺陷的渗透液被洗掉，从而不能检出缺陷，而清洗不足则导致试件表液被洗掉，从而不能检出缺陷，而清洗不足则导致试件表面残留较多的渗透液以至在施加显像剂时形成杂乱的背景，面残留较多的渗透液以
42、至在施加显像剂时形成杂乱的背景，干扰对检测迹痕的辨别甚至出现伪显示。干扰对检测迹痕的辨别甚至出现伪显示。渗透液的性能：渗透液的性能：包括渗透能力、着色渗透液的颜色与显像剂包括渗透能力、着色渗透液的颜色与显像剂的对比度、荧光渗透液的荧光强度等等。的对比度、荧光渗透液的荧光强度等等。 显像剂性能：显像剂性能：包括吸附渗透液的能力、与渗透液的对比度包括吸附渗透液的能力、与渗透液的对比度（背景衬度）、污染情况（特别是荧光渗透检验使用干粉法的（背景衬度）、污染情况（特别是荧光渗透检验使用干粉法的氧化镁粉的荧光污染）等。氧化镁粉的荧光污染）等。 观察评定的环境条件：观察评定的环境条件：包括着色渗透检验时的白光强度、荧包括着色渗透检验时的白光强度、荧光渗透检验时的紫外线辐射强度及环境黑暗度等。光渗透检验时的紫外线辐射强度及环境黑暗度等。 操作人员的经验与技术水平、身体状况。操作人员的经验与技术水平、身体状况。 在渗透检测中，为了保证检测质量，相关的辅助设备器材在渗透检测中，为了保证检测质量，相关的辅助设备器材包括渗透检验灵敏度试块、渗透液性能校验试块、荧光强度计、包括渗透检验灵敏度试块、渗透液性能校验试块、荧光强度计、白光照度计、紫外线强度计等等。白光照度计、紫外线强度计等等。 The end
