Авиация России

Учёные из Аналитического и технологического исследовательского центра «Высокие технологии и наноструктурированные материалы» Физического факультета Новосибирского государственного университета совместно с коллегами из Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН разработали высокочувствительный прибор для обнаружения низкоконтрастных дефектов в оптически непрозрачных материалах. В основе его функционирования лежит использование терагерцового излучения для бесконтактной диагностики покрытий. Данная разработка направлена на создание технологии неразрушающего контроля для промышленных применений, сообщили в пресс-службе НГУ.

Терагерцовое излучение (ТГц-излучение) представляет собой электромагнитное излучение, спектр частот которого расположен между инфракрасным и микроволновым диапазонами и соответствует миллиметровым или субмиллиметровым волнам. Данное излучение легко проходит сквозь большинство диэлектриков. Для него прозрачны дерево, пластики, керамика, что делает ТГц широко применимым в промышленности и материаловедении. Субтерагерцовый эллипсометр использует терагерцовые волны для анализа материалов без физического контакта с ними. Учёные научного института и университета занимаются разработкой методик, которые могут помочь в обнаружении порошков в бумажных конвертах с помощью эллипсометра.

«Важная особенность нашего прибора заключается в том, что при его создании мы применили разработанные нами излучатель и высокоэффективные компактные тонкопленочные поляризационные элементы на основе метаматериалов — искусственных материалов с необычными оптическими свойствами. Данная работа нацелена на развитие методики бесконтактной эллипсометрической диагностики приповерхностных слоев оптически непрозрачных, а также рентгенонеконтрастных материалов и покрытий за счет перехода в коротковолновую часть миллиметрового диапазона длин волн. Изготовленный нами лабораторный макет субтерагерцового эллипсометра уже не раз продемонстрировал свою работоспособность и эффективность. Прибор позволяет обнаружить скрытые внутренние дефекты материала при сканировании пучком излучения вдоль его поверхности», – рассказал старший научный сотрудник Сергей Кузнецов.

Исследования проводились на композитных материалах на основе углеродных волокон, предоставленных ФГУП «СибНИА им. С.А. Чаплыгина». С помощью экспериментального макета прибора удалось выявить в структуре композита приповерхностные расслоения на ранних стадиях их образования, что критически важно, поскольку при полётных нагрузках процесс расслоения неизбежно усиливается. Также совместно с учёными из Института теоретической и прикладной механики имени С. А. Христиановича СО РАН эллипсометр был применён для определения толщины и оптических констант жаропрочных керамических покрытий на основе диоксида циркония.

В настоящее время учёные АТИЦ ФФ НГУ работают над методикой обнаружения порошков в бумажных почтовых конвертах с использованием эллипсометра. Рентгеновские установки ограничены в способности обнаружения мелких порошков из-за их незначительного количества, в то время, как терагерцовой диапазон прибора может быть настроен таким образом, чтобы он стал чувствителен к этим материалам.

(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)

Загрузка...