激光红外热成像技术在材料缺陷检测中的研究和应用现状
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王博正1
董丽虹2
王海斗2
康嘉杰1
郭伟2
向明2
《新材料》
2020年8期
摘要:
在工业生产过程中，及时发现材料服役过程中产生的缺陷至关重要。相较于涡流、渗透等传统检测手段和超声、闪灯等激励的主动红外检测技术，激光红外热成像技术不仅具有无需接触、无污染、检测效率高、可在线检测等优点，还具有能量密度高及可对微小区域输入高强度能量的特有优势，可以远距离检测材料的微小缺陷。然而，由于利用激光的主动激励进行缺陷检测，需要热量在材料表面或近表面堆积，并被热像仪捕捉后经处理成像。因此，对于低发射率、低吸收率的材料，激光红外热成像技术效果往往不尽人意。同时，对于材料缺陷特征的表征是研究的热点与难点，特别是针对难以表征的深度特征，研究者往往通过图像处理、工艺方法进行缺陷特征的定量识别与定性表征。此外，对于金属材料的研究比较深入，特别是金属材料表面裂纹的检测，因此对表面裂纹缺陷特征的表征比较完善。而对复合材料以及陶瓷材料等其他材料缺陷检测的研究，近年来才逐渐增多，对复合材料分层、粘脱等缺陷的表征仍有不足，需要提出新的特征参数来完善。近年来，激光红外热成像检测材料缺陷的研究成果突增，检测对象逐渐扩宽，不再局限于金属材料，对复合材料、陶瓷材料以及半导体等材料缺陷的研究不断增多。对缺陷的表征，也从定性识别转变到定量表征。本文综述了激光点、线、面激励方式下的激光红外热成像技术，阐述了激光红外热成像的检测原理，介绍了该技术对金属材料、复合材料、陶瓷材料以及其他类型材料缺陷检测的研究现状及应用，并总结了该技术的进一步发展方向。
