[發明專利]一種基于四氧化三鐵涂層的電磁超聲檢測性能提高方法

在審

• 申請號: 202210460681.4
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114791463A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 翟國富;梁寶;秦伊人;楊潤杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/28;G01N1/28
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發明公開了一種基于四氧化三鐵涂層的電磁超聲檢測性能提高方法，所述方法包括如下步驟：步驟一：將Fe₃O₄涂層涂到被測試件的表面上；步驟二：靜置30min以上，待Fe₃O₄涂層風干并與被測試件粘合牢靠后，將電磁超聲換能器的探頭置于Fe₃O₄涂層上；步驟三：使用電磁超聲檢測裝置對被測試件進行無損檢測。本發明中涂層由Fe₃O₄粉末和電絕緣膠制作而成，成本低廉；涂層的制作和涂抹工藝簡單，操作方便。在大面積的粘貼或噴涂磁致伸縮材料，對試件進行大區域掃查時，本發明優勢明顯。本發明中換能過程發生在涂層中，因此對被測試件沒有任何要求，可以實現電磁超聲對非金屬材料的無損檢測，拓寬了電磁超聲換能器應用場景。

技術領域

本發明屬于超聲無損檢測技術領域，涉及一種提高電磁超聲換能器檢測性能的方法，具體涉及一種使用Fe₃O₄涂層提升電磁超聲換能器檢測性能的方法。

背景技術

無損檢測是在不損傷材料的前提下研究其內部和表面有無缺陷的手段。超聲檢測是一種重要的無損檢測技術，由于它使用便捷、穿透能力強、對人體無害，已廣泛應用于現代工業許多領域中，以保證材料或產品的質量、性能和可靠性。

超聲檢測中最常用的是壓電換能器，探頭中的壓電晶片可以完成電能和機械能之間的相互轉換，轉換效率高，檢測信號的信噪比大。但是，需要通過耦合劑來傳遞探頭和試件之間的振動。電磁超聲換能器（Electromagnetic Acoustic Transducer, 簡稱 EMAT）是通過電磁耦合直接在被測試件內產生超聲波，其最大的優勢是非接觸、無需耦合劑，因此常用來進行缺陷的快速掃查。但是電磁耦合的方式也限定了被測試件必須為金屬材料，因此，對于塑料、玻璃、陶瓷等非金屬材料的檢測無法使用EMAT。基于洛倫茲力機理的電磁耦合換能效率較低，與壓電超聲換能器相比，EMAT的信號幅值通常低一個數量級，導致在高噪聲的環境下或探頭與試件之間有大提離的情況下無法使用。基于磁致伸縮機理的電磁超聲換能器最早用于檢測鐵磁性材料，其換能效率受到被測試件的磁致伸縮系數影響。近些年，學者們將具有高磁致伸縮性能的材料粘貼或噴涂在被測試件表面，借助這些材料產生振動，再傳到試件內，進行超聲檢測。文獻[Development of an omni-directional shear-horizontal wave magnetostrictive patch transducer for plates[J]. Ultrasonics,2013, 53(7): 1304-1308.]公開了一種基于磁致伸縮貼片的全向性SH波換能器；CN106498384 B、CN 105252011 B公開了Fe-Ga高性能的磁致伸縮涂層的制作方法。以上方法大大提升了電磁超聲換能器的檢測性能，但是現有的磁致伸縮片或涂層造價昂貴，且制作工藝復雜，并沒有在工業檢測中大量使用。

發明內容

鑒于以上存在問題，本發明提供了的目的是提供一種基于Fe₃O₄涂層的電磁超聲檢測性能提高方法。該方法在檢測前，先對被測試件涂抹Fe₃O₄涂層，來提高電磁超聲換能器的檢測性能。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于Fe₃O₄涂層的電磁超聲檢測性能提高方法，包括如下步驟：

步驟一：將Fe₃O₄涂層涂到被測試件的表面上；

步驟二：靜置30min以上，待涂層風干并與被測試件粘合牢靠后，將電磁超聲換能器的探頭置于Fe₃O₄涂層上；

步驟三：使用電磁超聲檢測裝置對被測試件進行無損檢測。

本發明中，所述Fe₃O₄涂層的制作步驟如下：