材质检测是确保材料性能符合设计要求的核心技术，涉及物理、化学、力学等多维度测试
一、物理性能检测
尺寸与外观
工具：卡尺、投影仪、三坐标测量机（CMM）、光学显微镜
应用：检测尺寸公差、表面缺陷（划痕、气孔、裂纹）。
密度与孔隙率
方法：阿基米德排水法（GB/T 3850）、氦气置换法（ASTM B923）
意义：评估材料致密性，影响强度与耐腐蚀性。
硬度测试
金属：洛氏硬度（HRC/HRB）、布氏硬度（HBW）、维氏硬度（HV）
塑料/橡胶：邵氏硬度（Shore A/D）
薄膜/涂层：纳米压痕（Nanoindentation）
常用方法：
标准：ASTM E18（金属）、ISO 868（塑料）
二、力学性能检测
拉伸试验
指标：抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率
设备：万能材料试验机（如Instron）
标准：GB/T 228.1、ASTM E8
冲击韧性测试
方法：夏比冲击（Charpy）、艾氏冲击（Izod）
温度范围：-196℃（液氮）至高温，评估低温脆性
疲劳与蠕变测试
疲劳：循环载荷下寿命预测（S-N曲线）
蠕变：高温长期应力下的变形量（ASTM E139）
弯曲/压缩试验
适用对象：脆性材料（陶瓷）、泡沫、复合材料
三、化学成分分析
元素定量
滴定法（碳硫分析仪）→ C、S含量（GB/T 20123）
直读光谱仪（OES）→ 金属元素（Fe, Al, Cu等）
X射线荧光光谱（XRF）→ 无损快速检测（ISO 3497）
光谱法：
湿化学法：
微观成分与分布
能谱仪（EDS）：配合电镜（SEM）分析微区元素
电子探针（EPMA）：元素面分布成像
四、微观结构分析
金相显微术
步骤：切割 → 镶嵌 → 研磨抛光 → 腐蚀（如4%硝酸酒精）
观察：晶粒度（ASTM E112）、夹杂物、相组成
电子显微镜
SEM（扫描电镜）：表面形貌、断口分析（如解理/韧窝）
TEM（透射电镜）：纳米级析出相、位错结构
X射线衍射（XRD）
用途：物相鉴定（如α/β钛合金比例）、残余应力测量
五、热性能检测
热分析
DSC（差示扫描量热）：熔点、玻璃化转变温度（Tg）、结晶度
TGA（热重分析）：分解温度、灰分含量（ASTM E1131）
DMA（动态力学分析）：高分子材料阻尼性能
导热系数
方法：激光闪射法（ASTM E1461）、热流计法
六、无损检测（NDT）
内部缺陷探测
超声检测（UT）：裂纹深度定位（ISO 16810）
射线检测（RT）：X/γ射线透视（焊缝气孔检测）
工业CT：3D断层扫描（孔隙率定量）
表面缺陷检测
渗透检测（PT）：红色/荧光渗透剂（ASTM E165）
磁粉检测（MT）：铁磁性材料表面裂纹
七、环境耐受性测试
腐蚀试验
盐雾试验：中性/酸性盐雾（NSS/ASS, ASTM B117）
电化学测试：极化曲线、阻抗谱（EIS）
老化试验
紫外老化：模拟日光降解（ISO 4892）
湿热老化：高温高湿环境（85℃/85% RH）
八、特殊材料专项检测
| 材料类型 | 关键检测项目 |
|---|---|
| 高分子材料 | 熔融指数（MFI）、阻燃性（UL94）、耐溶剂性 |
| 金属合金 | 相变点（CCT/TTT曲线）、氢脆敏感性 |
| 陶瓷材料 | 断裂韧性（KIC）、热震循环次数 |
| 复合材料 | 层间剪切强度（ILSS）、纤维体积分数 |
检测流程标准化
取样规范：避免边缘效应，按GB/T 2975取代表性试样
数据可比性：严格遵循ISO/IEC 17025实验室管理体系
报告权威性：CNAS/CMA认证报告具法律效力
选择检测方法的关键因素：
✅ 材料类型（金属/非金属）
✅ 失效模式（断裂/腐蚀/疲劳）
✅ 应用场景（航空/汽车/医疗器械）
通过多维度检测数据交叉验证，才能全面掌控材料性能，为产品设计、工艺优化及故障诊断提供科学支撑。
