許多工業(yè)建筑，包括核電站和化工廠等，都依賴于超聲波儀器，這些儀器可不斷監(jiān)測(cè)其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完整性，而不會(huì)損壞或改變其功能。目前，科學(xué)家們研發(fā)了一種的新技術(shù)，利用激光技術(shù)和蠟燭煙灰來(lái)產(chǎn)生有效的超聲波，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)和評(píng)估。

一組研究人員目前開(kāi)始使用超聲波無(wú)損檢測(cè)（NDT），該檢測(cè)涉及了光聲激光源信號(hào)的放大，而該激光源則使用了由蠟燭煙灰和聚二甲基硅氧烷組成的納米顆粒陣列制成的激光吸收貼片。他們的研究成果發(fā)表在了Applied Physics Letters期刊上。

他們的方法是首批結(jié)合了接觸和非接觸超聲檢測(cè)元素的NDT系統(tǒng)之一。利用光聲貼片產(chǎn)生這種超聲波的結(jié)果，也證明了廣泛的非接觸式NDT應(yīng)用的前景。

該論文的作者Taeyang Kim表示：“基于激光的無(wú)損檢測(cè)方法具有幾乎不隨溫度而變的測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)，以及廣泛的監(jiān)測(cè)區(qū)域，還能輕松的改變?cè)O(shè)備的位置。這種技術(shù)為非接觸式和遠(yuǎn)程產(chǎn)生超聲表面波提供了一種非常靈活和簡(jiǎn)單的方法”

當(dāng)高功率激光撞擊表面時(shí)，可以產(chǎn)生超聲波。由脈沖產(chǎn)生的熱量在照射區(qū)域上引起膨脹和壓縮，從而產(chǎn)生超聲波信號(hào)。產(chǎn)生的波長(zhǎng)，稱為蘭姆波，隨后穿過(guò)相關(guān)材料成為了彈性波。

該研究小組使用蠟燭煙灰納米粒子，再加上聚二甲基硅氧烷實(shí)現(xiàn)對(duì)激光的吸收。他們之所以使用蠟燭煙灰，是因?yàn)樗苋菀讓?shí)現(xiàn)激光的高效吸收，并且可以形成產(chǎn)生光聲轉(zhuǎn)換所需的彈性膨脹，而這種膨脹則可以產(chǎn)生蘭姆波。

通過(guò)將貼片中的粒子放置在線陣列中，他們能夠縮小波長(zhǎng)的帶寬，濾除不需要的波信號(hào)并提高分析精度。研究人員在接收變換器中選擇使用了鋁傳感系統(tǒng)。相比沒(méi)有貼片的條件下，貼片的使用使振幅增加了兩倍以上，并證實(shí)能比其他條件產(chǎn)生的帶寬更窄。

Kim表示，該方法在工業(yè)環(huán)境中的耐久性以及貼片在曲面和粗糙表面上的表現(xiàn)問(wèn)題依然存在。他指出：“新的NDT系統(tǒng)將吸引更多關(guān)注，以便探索貼片或者NDT行業(yè)各種應(yīng)用的最佳材料。”