7.6 玻璃纤维和复合材料
超声缺陷探测的对象不仅限于金属材料。近些年来，随着制造工业越来越多地使用玻璃纤维和复合材料，对这些材料进行检测的需要也随之增加，检测的目的是发现材料中的结构缺陷，如：分层和冲击损伤。这两种缺陷通常都可以通过超声检测进行辨别。需要对这些缺陷进行超声检测的主要用户包括航空航天、风力发电、海运和汽车行业，以及玻璃纤维箱罐和其它玻璃纤维结构的制造商。
由于玻璃纤维通常具有很强的声散射特性，因此在检测玻璃纤维材料时，一般要使用低频垂直声束探头（2.25 MHz、1 MHz及常用的500 KHz）。对于等于和大于75毫米厚度的材料，一般可以使用适当的探头和仪器设置进行检测。在大多数情况下，检测程序包含辨别来自被测样件的底面回波，然后再寻找出现在底面回波前面的缺陷指示。通常会存在散射噪波，因此可探测到的层状缺陷的回波响应要比背景散射噪波的波幅大。下面的示例是对45毫米厚的玻璃纤维平板进行的检测。左图中的波形表明底面回波出现在屏幕的右侧。右图中的波形表明，在39毫米深度处的大缺陷指示来自可见的分层缺陷。所有其它波峰代表内部的散射。
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碳纤维复合材料传送声波的性能通常较玻璃纤维好，因此可以使用最多5 MHz频率的探头对这种材料进行检测，以使近表面和近底面的分层缺陷获得更好的分辨率。在探测航天飞机部件中的冲击损伤等应用中，这点非常重要：由于受到撞击，航天飞机坚固的层压复合材料的内部可能已经损坏，但是从外表面却看不出来。下面的示例表明探测到3.5毫米厚的石墨/环氧树脂飞机面板中插入的人造脱胶缺陷。插入的脱胶缺陷位于距底面小于0.5毫米的位置，但是在这个检测中，可以使用5 MHz宽带延迟块探头探测到这个缺陷，这个缺陷的指示信号与回波的位置非常接近。
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| 闸门右侧的底面回波 | 闸门中的分层缺陷回波 |
蜂窝结构复合材料具有更大的挑战性，因为在这些材料中含有大量的空气。使用常规探头进行的穿透检测可以探测到外皮分离和内芯损坏等缺陷，但是这种检测一般是在制造阶段通过自动扫查系统完成的，在实地检测中不太实用。不过，可以使用其他一些先进的方式对碳纤维和蜂窝复合材料进行单侧超声检测，其中包括：谐振检测、机械阻抗检测，以及兰姆波一发一收检测。在检测蜂窝结构材料时，从工件的一侧就可以探测到外皮分离和内芯碎裂两种缺陷。这些高级检测方式需要使用特定的设备，如：奥林巴斯的Bondmaster仪器。这些检测方法的详细信息在这个链接中有述。
