[发明专利]多层结构粘接加压参数太赫兹检测优化方法

说明书

本发明公开了一种多层结构粘接加压参数太赫兹检测优化方法，设计并制作两组不同加压时间tsubgt;1/subgt;、tsubgt;2/subgt;的多层结构粘接试验件，提取试验件波形特征值，分别对两组试验件进行太赫兹检测；对太赫兹检测得到的波形数据进行多特征值成像及粘接强度试验；利用支持向量机建立预测模型；另外设计制作一组加压时间tsubgt;3/subgt;的试验样件，对预测模型进行验证优化；优化后的预测模型用于陶瓷基复合材料粘接工艺加压参数分类及优化。

技术领域

本发明涉及一种多层结构粘接加压参数太赫兹检测优化方法，用于优化陶瓷基复合材料粘接中加压时间工艺参数，属于无损检测技术领域。

背景技术

陶瓷基复合材料具有超轻质、高孔隙、低导热、防隔热一体化的特征，在使用中与粘接基体结构采用有机胶粘的方式进行连接，其中陶瓷基复合材料与粘接基体由于热膨胀系数不同，陶瓷基复合材料自身比较脆，需增加缓冲垫层作为缓冲，即陶瓷基复合材料+有机胶+缓冲垫+有机胶+粘接基体的组合使用状态。

在有机粘接剂的使用过程中，为了保证其与粘接基体的粘接强度，先进行工艺参数的摸索，结合粘接试块粘接强度测试实验数据，进而最终确定实际粘接工艺参数。现有的粘接工艺技术主要有粘接面表面处理、配胶、涂胶、晾置、加压黏合、常温固化。加压黏合中最常用的手段是真空加压，真空加压时间是影响粘接强度最重要的两个技术指标。需设置不同组不同真空加压时间变量的粘接强度试验，利用粘接强度考核指标来分析粘接工艺的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于，将太赫兹时域光谱技术引入陶瓷基复合材料粘接工艺参数确定中，提供一种针对加压时间的粘接试验块的太赫兹检测数据分析方法，结合粘接试块粘接强度测试实验数据，共同优化粘接工艺参数。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多层结构粘接加压参数太赫兹检测优化方法，所述多层结构粘接试验件为陶瓷基复合材料粘接试验件，其由上至下依次为陶瓷基材料、第一有机硅胶层、缓冲垫、第二有机硅胶层、粘接基体；

所述多层结构粘接加压参数太赫兹检测优化方法包括以下步骤：

步骤一、设计并制作两组不同加压时间t₁、t₂的多层结构粘接试验件，提取试验件波形特征值，分别对两组试验件进行太赫兹检测，对检测数据进行太赫兹时域光谱成像，获得试验件的太赫兹时域图谱；所述步骤一中，对不同加压时间的试验件分别提取以下波形特征值：第一有机硅胶层能量、变异系数、方差、飞行时间，第二有机硅胶层能量、峰度、方差、飞行时间，缓冲垫能量、方差，第一有机硅胶层到第二有机硅胶层的飞行时间；

步骤二、对所述步骤一太赫兹检测得到的波形数据进行多特征值成像，得到不同成像方式特征值；所述步骤二中，针对试验件不同的区域采用不同的方式进行成像，获得不同成像方式特征值：对第一有机硅胶层、第二有机硅胶层和缓冲垫进行功率谱成像和方差成像；对第一有机硅胶层单独进行变异系数成像；第二有机硅胶层进行峰度成像；并对第一有机硅胶层上表面、第二有机硅胶层下表面以及第一有机硅胶层上表面到第二有机硅胶层下表面进行飞行时间成像；

功率谱成像计算公式如式(1)：

其中，T为太赫兹时域波形功率谱成像计算区间，E(t)为太赫兹时域波形中飞行时间t对应的信号幅值；

方差成像计算公式如式(2)：

其中，N为索引采样点数量，E(t_i)为太赫兹时域波形中飞行时间T_i对应的幅值；