Кроме ПКМ на основе полимерной матрицы с армирующими волокнами, в промышленности применяют матричные материалы типа C/SiC, адаптивные ПКМ, материалы углерод-углерод (С/С - SiC) и полимерные взрывчатые вещества.

Используемые в космических аппа­ратах многократного применения высоко­температурные (до 1600 °С) матричные композиционные материалы (МКМ) типа C/SiC контролируют на разных стадиях их изготовления [422, с. 95]. До пиролиза, когда материал подобен углепластику и допускает контакт с жидкостями, его кон­тролируют методом прохождения или эхометодом со струйным контактом на частоте 2 МГц. Выявляют дефекты разме­ром от 5 мм. После пиролиза материал становится пористым и уже не допускает контакта с жидкостью, поэтому применя­ют катящиеся преобразователи с сухим контактом. В другом варианте ОК поме­щают в вакуумные мешки из пластика с толщиной стенки 0,6 мм. После удаления воздуха мешок плотно прижимается к ОК, создавая хороший акустический контакт. Затем УЗ-методом прохождения на часто­те 2 МГц выявляют расслоения и зоны

повышенной пористости. Результаты представляют в виде изображений типа С.

Некоторые изделия из МКМ, не имеющие двустороннего доступа, контро­лируют вручную эхометодом без вакуум­ных мешков. В качестве контактной жид­кости используют спирт, который испаря­ется после проведения контроля. Однако спирт заполняет поры, препятствуя обна­ружению дефектов. Поэтому проверку производят быстро, до пропитки материа­ла спиртом, используя совмещенные или раздельно-совмещенные преобразователи на частоту 2 МГц. Способ обеспечивает более высокую чувствительность, чем контроль в вакуумных мешках. Уменьше­ние пористости улучшает чувствитель­ность УЗ-контроля.

После возвращения космического ко­рабля на Землю изделия из МКМ могут быть снова проконтролированы. Ввиду большой площади поверхности этих изде­лий, их сначала проверяют более произво­дительным способом простукивания, а затем подозрительные места контролиру­ют эхометодом.

В авиакосмической промышленности используют адаптивные ПКМ (adaptive CFRP-structures). В этих материалах меж­ду слоями ПКМ (обычно углепластика) располагают тонкие пластины из пьезо­электрика, металлизированные обкладки которых проводящими углеродными ни­тями соединяют с контрольной аппарату­рой. Получаемые с пьезоэлементов сигна­лы позволяют судить о механических де­формациях, изменении формы, вибрациях и прочих воздействиях в процессе экс­плуатации конструкций. Типовые размеры пьезопластин из ЦТС - 30 х 50 х 0,2 мм. Толщины листов из адаптивных ПКМ - 1 ... 3 мм. Наличие пьезоэлементов, вол­новые сопротивления которых отличаются от таковых для ПКМ, усугубляет и без того неоднородную структуру материала, усложняя контроль. Типичные дефекты адаптивных ПКМ - разрушения пьезоэле­ментов, пористость, расслоения, наруше­ния соединения пьезоэлементов с основой, зоны повышенного и пониженного содер­жания связующего (422, с. 111 и 267; 425, с. 426/250 и 367/185].

Для контроля адаптивных ПКМ в большинстве случаев используют иммер­сионный эхометод с фокусирующими вы­сокочастотными (до 25 МГц) прямыми преобразователями и широкополосной электронной аппаратурой. Применяют и наклонный ввод УЗ-волн. Результаты кон­троля заносят в память компьютера и за­тем представляют в форме разверток типа А, В и С. Получаемые изображения дают четкое представление о характере дефек­тов. Использование высоких частот позво­ляет визуализировать слоистую внутрен­нюю структуру материала.

Применяют также способ контроля, в котором излучателем служит сам нахо­дящийся в материале пьезоэлемент, а его сигналы принимают сканирующим пьезо­приемником. В этом случае используют частоты около 0,5 МГц и диапазон 10 ... 20 МГц. Такой способ дает дополнитель­ную информацию о дефектах пьезоэле­ментов в материале.

Существуют и другие возможности использования излучения встроенного пьезоэлемента. Возбуждая его колебания, в материале создают волны Лэмба, кото­рые, распространяясь в листе, отражаются от его дефектов, например расслоений. Кроме того, колебания пьезоэлемента на­гревают его и окружающий материал, что регистрируют чувствительным термови - зором. Это позволяет установить место расположения пьезоэлемента и судить о его целостности. Та же задача решается методом вихревых токов, реагирующим на разрушение металлизированных покрытий пьезоэлемента. Наконец, применяют спо­соб измерения электрического импеданса Z3 пьезоэлемента в широком диапазоне частот. О присутствии дефектов пьезоэле­мента судят по наличию и положению резонансных минимумов на кривой Z3(f) I.

Листы из материала углерод-углерод (C/C-SiC) на разных стадиях производства контролируют ультразвуковым методом прохождения [354]. Листы толщиной 3 мм состояли из 15 слоев ткани, изготовленной из углеродных нитей, пропитанных тер­мостойкой смолой. Ориентация волокон [О, 90], их содержание в материале 60 %. При последующем пиролизе в атмосфере азота при температуре 900 °С возникали трещины и открытая пористость (20 %). В процессе последующей пропитки при температуре 1450 °С поры и трещины за­полняли кремнием.

Листы из материала C/C-SiC прове­ряли УЗ-методом прохождения прямыми преобразователями в иммерсионной ванне с водой на частоте 10 МГц. Результаты регистрировали компьютером и представ­ляли в виде изображений типа С. Ампли­туды УЗ-сигналов отмечали различной степенью почернения участков изображе­ния. После пиролиза проверка затрудня­лась проникновением воды в открытые поры и трещины материала. Это меняло его акустические характеристики и пре­пятствовало обнаружению дефектов. На­несение на поверхность водозащитных покрытий требует их последующего уда­ления, причем покрытие не должно всту­пать в реакцию с материалом, поэтому от УЗ-контроля после пиролиза отказались, и проводили его только после пропитки кремнием. Основным типом выявляемых дефектов является пористость.

Для количественной оценки качества материала применяли квантование сигна­ла по уровням. Это позволяло судить о несущей способности материала. Резуль­таты УЗ-контроля коррелируют с резуль­татами рентгеновского просвечивания.

Ультразвуковым эхометодом контро­лируют также полимерные взрывчатые вещества, дефекты в которых могут воз­никнуть в результате резких изменений температуры при транспортировании [425, с. 366/177]. Испытуемые образцы разме­ром 65 х 25 х 25 мм нагревали до 50 °С и затем быстро (не более 1 мин) помещали в камеру с температурой 0 °С. При каждой из этих температур образцы выдерживали по 30 мин. После нескольких таких циклов образцы прозвучивали в продольном на­правлении импульсами с центральной час­тотой 2 МГц и определяли скорость про­дольных волн и амплитуду донного сигна­ла. Снижение этой амплитуды оказалось более чувствительным признаком дефекта, чем изменение скорости продольных волн.