本技术涉及一种创新的金属材料性能分析系统,该系统由激光器和专门设计的金属材料性能分析传感器组成。传感器集成了电磁超声换能器EMAT与聚磁环,旨在通过先进的检测技术提升金属材料性能的评估精度。
背景技术
我国航空航天技术突飞猛进,涌现了歼20、C919等高端装备。随着更多高端武器装备的设计与研发,航空航天热端部件不断朝着高性能、高可靠性和高安全性方向发展,工作条件变得越来越恶劣和复杂,因此,在极端环境下新型材料的(高温、振动、腐蚀)力学性能测试逐渐深受材料研发人员的重视。由于耐高温无损检测技术的缺失,研究人员无法获取超高温环境下金属材料性能退化机理与失效模型,缺乏用于指导超高温环境下高服役性能的高温合金材料的开发和制备的实验数据。因此,开发出新型高温声学无损检测技术具有较大的工程应用价值。
目前,国内外应用于高温无损检测技术的方法有:
(1)接触式的压电超声检测技术,压电超声换能器因为高温压电材料的广泛应用已经能够进行高温检测,但接触式测量仍存在移动困难的问题。
(2)非接触式的空气耦合超声检测技术,但空气耦合超声由于空气介质与超声换能材料之间的声阻抗严重不匹配将导致接收到的超声波信号幅值低和信噪比差。
(3)非接触式的激光超声检测技术,但激光超声检测技术对于干涉仪接收部分的物体表面粗糙度要求较高,成本高,不利于恶劣环境下的检测。
(4)非接触式的电磁超声检测技术,目前,电磁声谐振检测技术较为成熟,能够实现恶劣环境的腐蚀减薄检测,但需要完成扫频工作,且采用电磁超声检测接收信号存在信噪比低的问题。
(5)非接触式的将激光超声与电磁超声相结合的激光-电磁超声检测技术,充分结合了激光超声检测与电磁超声检测两者的优点,既利用了激光超声激励宽频的优势,又利用了电磁超声检测技术对表面要求不高,成本低的优势,但采用电磁超声检测接收信号仍存在信噪比低的问题。
现有技术无法对处于极端环境下的航空航天热端部件如航空航天发动机涡轮叶片、尾喷管等实现良好的在线检测效果。
实现思路