θ<90度时称为润湿，
（接触角的实测数据见表4-4）
θ越小润湿性越好
θ>90度，称为不润湿
渗透检测中，渗透液对工件表面
的良好润湿是进行渗透检测的先决
条件。只有当渗透液能充分润湿工
件表面时，渗透液才能向狭窄的缝
隙内渗透。此外，渗透液还必须能
润湿显像剂。
4.2.3 毛细现象
4.2.3.1 毛细管和毛细现象
2.灵敏度高 可清晰地显示宽0.5μm、深10μm、长1mm的 裂纹。
3.设备简单、携带方便、检测费用低、适于野 外工作
4.不适于检查多孔性或疏松材料制成的工件或 表面粗糙的工件
渗透检测的基本原理之前,首先要介绍两种物理现 象:
润湿作用
毛细现象
测技术 ❖ 20世纪50年代：国产技术开始起步，六七十
年代有了自己研制的渗透液
4.1.3 渗透检测方法的分类
（参考教材P141）
❖ 根据渗透液的种类（所含的染料成分）分类 ❖ 根据表面多余渗透液的去除方法分类 ❖ 根据渗透液的种类和去除方法分类 ❖ 根据显像方法分类
4.1.4 渗透检测的特点
1.不受材料组织结构和化学成分的限制 有色金属、黑色金属、塑料、陶瓷及玻璃等。
4.2.1.2 表面张力系数
表面张力与液面的长度l成正比 f＝σl，
σ＝f/l，称为表面张力系数，单位N/m。
因此，表面张力是施于液体表面单位长度上的力。
表面张力系数与液体的种类和温度以及有无杂质有关。 一般，易挥发液体的表面张力系数比不易挥发的液体的表面 张力系数小；同种液体，温度越高，表面张力系数越小，表 面张力也越小；当液体中含有杂质时，会使表面张力系数降 低。（常用液体材料的表面张力系数见表4-3）
❖ 是制造业和维修领域中的重要组成部分 ❖ 评价工程材料、零部件和产品的完整性、
连续性的重要方法 ❖ 质量管理、节约原材料、改进工艺、提高
生产率的重要手段
4.1.2渗透检测技术的发展过程
❖ 始于20世纪初，是目视检测外应用最早的检 测方法
❖ 铁锈观察、油--白垩法 ❖ 20世纪六七十年代： 闪烁荧光渗透检测材料、 ❖ 水基渗透液、水洗法渗透检测技术和闭路检
4.2.4.2表面活性剂的种类和特点
迹
渗透剂
将溶有荧光染料或着色染料的渗透液施 加到被检对象的表面，由于毛细作用，渗透 液渗入到细小的表面开口缺陷中，清除附着 在工件表面的多余渗透液，经干燥后再施加 显像剂，缺陷中的渗透液在毛细现象的作用 下被重新吸附到零件表面上，就形成放大了 的缺陷显示，即可检查出缺陷的形貌和分布 状态。
渗透检测的作用
能被水润湿的物质叫亲水物质，如玻璃、石英、方 解石、长石等；不能被水润湿的物质叫做疏水物质， 如石蜡、石墨、硅黄等。
4.2.2.2 接触角和润湿方程
1.接触角θ 液面在接触点的切线与包括该液体的固体表面 之间的夹角（从三相交点向液体表面做切线， 与固液界面之间的夹角即为接触角。 ）
2.润湿方程: cosθ=(FS-FSL )/FL （这是因为FS= FL cosθ+ FSL ）
4.2.1表面张力和表面张力系数 4.2.1.1表面张力
由于表层分子受到内部分子的吸引，都趋向于挤入 液体内部，以使溶体表面层尽量缩小，结果在表面的切 线方向上便有一种缩小表面积的力，称为表面张力。
表面张力产生的原因：
液体表面分子受内部液体分子的吸 引力大于气体对其的吸引力，使其合力 为向下的力，此合力即表面张力，方向 指向液体内部，力图使液体表面积收缩 到尽可能达到的最小程度。
柱形液面上升的 高度与球形液面上 升的高度。
可将零件表面的
开口缺陷看作是毛细
管或毛细缝隙。由于
所采用的渗透液都是
能润湿零件的，因此
渗透液在毛细作用下
能渗入表面缺陷中去，
使缺陷附近的表面有
所不同。
此时可以直接进
行观察，而如果使用
显像剂进行显像，灵
敏度会大大提高。
显像过程也是利用渗透的作 用原理。
显像剂是一种细微粉末，显 像 剂微粉之间可形成很多半径很小 的毛细管，这种粉末又能被渗透 液所润湿，所以当清洗完零件表 面多余的渗透液后，给零件的表 面敷散一层显像剂，根据上述的 毛细现象，缺陷中的渗透液就容 易被吸出，形成一个放大的缺陷 显示。
将一根很细的管子 插入盛有液体的容 器中，如果液体能 润湿管子，那么液 体会在管子内上升， 使管内的液面高于 容器的液面。如果 液体不能润湿管子， 管内的液面就会低 于容器的液面。
4.2.3 毛细现象
4.2.3.1 毛细管和毛细现象
润湿的液体在毛细管中呈凹面并 且上升，不润湿的液体在毛细 管中呈凸面并且下降的现象， 称为毛细现象。
4.2.4 表面活性和表面活性剂
4.2.4.1 定义 能使溶剂表面张力降低的性质称为表面活性。 具有表面活性的物质称为表面活性物质。 当在溶剂中加入少量的表面活性物质时，能 明显的降低溶剂的表面张力，改变溶剂的表 面状态，产生润湿、乳化、起泡及增溶等一 系列作用，这种表面活性物质称为表面活性 剂。
4.2.2 润湿现象
4.2.2.1 润湿和不润湿
液体与固体交界有两种现象： 第一种是液体分子之间的作用力大于液体和固体分子之间的作用力，称之 为固体不被液体润湿，如水银在玻璃表面收缩成水银珠那样。 第二种是液体分子之间的相互作用力小于液体分子和固体分子之间的作用 力，称之为固体被液体润湿，如水滴滴在干净的玻璃板上，水滴会慢慢散开。
❖ 4.1 概述 ❖ 4.2 渗透检测物理基础 ❖ 4.3 渗透检测材料 ❖ 4.4 渗透检测设备 ❖ 4.5 渗透检测技术 ❖ 4.6 显示的解释和缺陷评定
4.1 概 述
4.1.1渗透检测的定义、原理和作用 是一种以毛细作用原理为基础的检测
技术，主要用于检测非疏松多孔性的金属或 非金属零部件的表面开缺口陷痕缺陷。
4.2.3.2 毛细现象中的液面高度
1.毛细管内的液面高度 管内液体形成凹面，产生拉应力使管 内液面上升：FU=2σπr2/R
=2σπrcosθ 管内液体自重： FD=ρπr2hg 则 h=2σcosθ/rρg
2.两平行板间的液面高度
润湿的液体在间距 很小的两平行板间 也会产生毛细现象。 同样有： h=σcosθ/rρg。