太赫茲技術(shù)研究有新突破 有望無(wú)損檢測(cè)航空航天材料

    檢查航空航天材料的內(nèi)部是否有缺陷，現(xiàn)在的技術(shù)手段需要將材料一層層切開(kāi)逐步檢查，程序繁瑣且不精準(zhǔn)。未來(lái)有望利用一種被稱(chēng)為“太赫茲波”的電磁波，在不損傷材料的情況下，通過(guò)透射成像檢測(cè)到材料內(nèi)部微小的缺陷。近日，中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院太赫茲技術(shù)研究中心（下稱(chēng)太赫茲研究中心）在太赫茲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究已取得成果，有望改善航空航天材料的檢測(cè)技術(shù)。
　不損傷材料洞察內(nèi)部毫米級(jí)缺陷
　太赫茲波是一種不可見(jiàn)的電磁波，具有穿透性強(qiáng)、成像光譜特征明顯、脈沖短且不容易破壞被檢測(cè)物質(zhì)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因此受到國(guó)際廣泛關(guān)注和研究。2013年，太赫茲研究中心成功向重慶市科委申請(qǐng)科研立項(xiàng)，對(duì)太赫茲在復(fù)合材料無(wú)損檢測(cè)方面展開(kāi)相關(guān)研究。
　玻璃纖維復(fù)合材料樣本太赫茲光譜成像照片，里面的方塊即為材料內(nèi)部的缺陷太赫茲技術(shù)研究中心供圖
　據(jù)了解，飛機(jī)、衛(wèi)星、航天飛船等的機(jī)身與絕熱夾層材料多為“三明治”結(jié)構(gòu)，即由碳纖維、玻璃纖維面板中間夾一層航空泡沫材料復(fù)合而成。如果中間層的泡沫材料出現(xiàn)空隙缺陷，將嚴(yán)重影響材料的絕熱與安全性能。
　傳統(tǒng)檢測(cè)手段需切開(kāi)一部分材料進(jìn)行檢查，這樣必將破壞材料的完整。而太赫茲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)則可通過(guò)透射成像，看見(jiàn)絕熱層內(nèi)部小到毫米，甚至更細(xì)微的缺陷，實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)。
　太赫茲時(shí)域光譜成像儀局部　　
　高科技接地氣生產(chǎn)生活用途廣
　太赫茲研究中心主任崔洪亮透露,一些生產(chǎn)玻璃纖維的企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，采用一種老辦法——將玻璃纖維在水中持續(xù)煮一個(gè)月，產(chǎn)品出現(xiàn)裂紋、氣泡則說(shuō)明有缺陷。而使用太赫茲波進(jìn)行檢測(cè)，1分鐘之內(nèi)就可以得到內(nèi)部缺陷的檢測(cè)結(jié)果，未來(lái)或?qū)⒋蟠蠊?jié)約材料工藝研發(fā)的時(shí)間成本。
　太赫茲波無(wú)損檢測(cè)不僅能夠運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)檢測(cè)，也能夠運(yùn)用于生活。
　在一定強(qiáng)度范圍內(nèi)，太赫茲波不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生損傷，因此能夠用于人體或其他生物樣品的活體檢查。這就意味著在機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站等安全檢查中，太赫茲波也可以得到運(yùn)用。乘客只需通過(guò)“太赫茲安檢儀”的掃描，即可完成安檢，擺脫人工的貼身檢查。
　太赫茲無(wú)損檢測(cè)的這種應(yīng)用如果得到延伸應(yīng)用，對(duì)公共場(chǎng)所的防恐、走私的管理工作將會(huì)得到改善。
　據(jù)了解，中科院重慶綠色智能研究院已經(jīng)自主研發(fā)出復(fù)合材料無(wú)損檢測(cè)的樣機(jī)，性能穩(wěn)定，并進(jìn)入使用階段。在之后的研究中將不斷實(shí)現(xiàn)機(jī)器的小型化、集成化，以便更好地在實(shí)際中應(yīng)用。