材料檢測技術(shù)新突破 通過附加磁性檢測非磁鋼中的損傷

時(shí)間：2020-08-31作者：四川納卡檢測服務(wù)有限公司瀏覽：441

磨損、腐蝕、材料疲勞——這些性能退化的跡象在大多數(shù)材料中都會(huì)發(fā)生。這使得盡早發(fā)現(xiàn)損傷變得較加重要，尤其是在微觀尺度上。我們通常使用磁測試方法測量缺陷，但是非磁性鋼以前是不能用這種方法檢測的。來自凱澤斯勞滕（Kaiserslautern）和美因茨（Mainz）的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種新方法，在這個(gè)測試過程中，他們將一個(gè)薄的磁性層覆于鋼鐵，因此，鋼鐵微觀結(jié)構(gòu)的變化可以通過磁效應(yīng)的變化來檢測。像鋁這樣的材料也可以通過這種方法進(jìn)行測試。這項(xiàng)研究發(fā)表在Journal of Magnetism and Magnetic Materials雜志上。




鋼是較常用的材料之一。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于不銹鋼、高強(qiáng)度淬火鋼和低碳鋼等多種型號(hào)。鋼可以是具有磁性的，也可以是非磁性的。它們可以用于餐具，車輛部件或建筑物和橋梁的鋼梁中。有時(shí)，鋼鐵會(huì)暴露在高溫或高壓之下?！斑@可能導(dǎo)致鋼材微觀結(jié)構(gòu)的改變，產(chǎn)生裂縫或結(jié)構(gòu)失效，”Marek Smaga博士說，他是由Tilmann Beck教授**的凱澤斯勞滕（TUK）技術(shù)大學(xué)材料科學(xué)部的研究員。*稱，基于物質(zhì)疲勞的背景下，這種損害較初只能在微觀層面上觀測到。即使有了磁測試方法，也不可能在早期發(fā)現(xiàn)非磁性鋼的這種程度的變化。

來自TUK的工程師和來自約翰內(nèi)斯古騰堡大學(xué)（JGU）的物理學(xué)家們在他們目前的研究中提出了一個(gè)解決方案。他們在非磁性材料上應(yīng)用了磁效應(yīng)?！坝辛舜判凿?，就有可能在早期發(fā)現(xiàn)鋼材料結(jié)構(gòu)上的微觀變化，”來自凱澤斯勞滕的博士生Shayan Deldar解釋道?！凹词故俏⑿〉淖冃我矔?huì)改變磁性的性質(zhì)。這可以通過特殊的傳感器技術(shù)來測量?！?/p>

研究人員在非磁性鋼板上涂覆了磁性薄膜，每個(gè)磁性薄膜厚度為20納米，由terfenol-D（一種包含化學(xué)元素鋱，鐵和鏑的合金）和坡莫合金（一種鎳鐵化合物）組成。然后研究人員使用克爾顯微鏡來檢查鋼中的應(yīng)變是否可以在微觀范圍內(nèi)被檢測到?！斑@是通過克爾效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的，”Smaga解釋說，它允許磁性微結(jié)構(gòu)，即所謂的域，通過旋轉(zhuǎn)光的偏振方向來成像?！?/p>

科學(xué)家們研究了以前暴露在機(jī)械負(fù)荷下的磁性涂層鋼板。“我們觀察到磁場結(jié)構(gòu)的一個(gè)特征變化，”美因茨約翰內(nèi)斯騰堡大學(xué)物理研究所的Martin Jourdan博士解釋說。“非磁性鋼的微觀應(yīng)變會(huì)導(dǎo)致薄層磁化方向發(fā)生改變?！?/p>

與傳統(tǒng)的測試方法相比，該方法具有在微觀水平上較早地檢測疲勞跡象的優(yōu)點(diǎn)。研究人員的新方法可以用于未來的新測試技術(shù)。而且，不僅僅對非磁性鋼有作用，其他材料如鋁，鈦和某些復(fù)合材料也可以設(shè)置這種層。





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