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金属材料亚表面的光热辐射检测
  • ISSN号:1006-4125
  • 期刊名称:《激光与光电子学进展》
  • 时间:0
  • 分类:TB302.5[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]同济大学物理科学与工程学院,上海200092, [2]江苏省计量科学研究院,江苏南京210023
  • 相关基金:国家自然科学基金(11374230)
中文摘要:

为探讨光热辐射(PTR)技术检测金属材料亚表面缺陷的能力,理论分析了双层材料在强度调制激光束激励下产生的热波幅值和相位,实验检测了阶梯型钢板样品、铝/钢质盲孔阵列样品和钢质填锡盲孔样品的光热辐射信号。对于直径分别为2.5,2.0,1.5mm,孔底厚度分别为0.2,0.4,0.6mm的铝质盲孔阵列样品,实验得到的光热辐射相位分布显示了盲孔直径和孔底厚度的可区分性。对于钢质盲孔阵列样品,在盲孔填锡前后的光热辐射相位分布显示出一定区别。实验结果表明:聚焦光斑的光热辐射检测能探测到深度小于或约等于面层材料热扩散长度,截面积约等于或大于光斑面积的铝或钢内气孔缺陷。

英文摘要:

To investigate the ability of photothermal radiometry (PTR) testing on the subsurface of metal materials, the amplitude and phase of thermal wave generated from a double layer material which is excited by intensity modulated laser are analyzed theoretically. Besides, the PTR signals of stepped steel samples, aluminum/steel samples with blind hole array, and steel samples with blind hole filled tin are tested in experiments. For the aluminum samples with blind hole array with diameters of 2.5, 2.0, 1.5 mm and hole bottom thickness of 0.2, 0.4, 0.6 mm, the PTR phase distributions obtained by the experiment show that the diameter of the blind hole and the hole bottom thickness are distinguishable. For the steel samples with blind hole array, the PTR phase distribution before and after the blind hole filling with tin shows a certain difference. The experimental results show that the PTR detection of the focused spot can detect the stoma defect in aluminum or steel. The depth of the stoma defect should be less than or approximately equal to the thermal diffusion length of the surface material, and the cross-sectional area of the stoma defect should be approximately equal to or greater than the spot.

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期刊信息
  • 《激光与光电子学进展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海光精密机械研究所
  • 主编:范滇元
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:gwjg@mail.shcnc.ac.cn
  • 电话:021-69918427 69918166
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-4125
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1690/TN
  • 邮发代号:4-179
  • 获奖情况:
  • 1995年获全国光学期刊一等奖,1996年获上海市优秀期刊表扬奖,1997年获中科院情报工作优质服务奖
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:8313