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用激光超声技术检测与表征镀层材料参数★ DetectionandCharacterizationfor Parameters Coating byUsing LaserUltrasonic Technique 同济大学声学研究所 胡文祥张世功 鹿祥鹏 【摘要】理论分析了镀层材料表面摄动表面波的 提供理论基础。在此基础上，进行实验检测和反演计算， 传播、脉冲激光激发的瞬态声场，开展了激光超声试验 可获得镀层参数的估计。 检测，并以此为基础进行了表面波表征和反演表面层参 相对于传统的超声技术，激光超声技术具有非接触 数的反演方法研究。试验检测结果与理论结果有很好 检测、高的时空分辨率、优越的宽带性能以及一次激发 的一致性。基于摄动表面波的频散特性，采用模拟退火 可以同时产生各种波模式的优点，它已成为波现象观察 方法，以镀锌钢块试样所做的试验检测结果进行了镀层 的重要和有效手段。近20年来，激光超声技术发展迅速， 参数反演，获得了较好效果。 在弹性波传播研究、超声无损检测、材料表征与评价、流 关键词：激光超声镀层材料参数表征与反演 体成分分析，以及众多的科学与工程领域得到应用。近 Thetheoreticalis 些年来，笔者所在的实验室开展了激光超声的理论、试 【ABSTRACTl analysisperformed and for of surfacewavestransient propagationperturbed 验及材料定征相关研究。对圆柱等弯曲表面试样的检 acousicfield laseronthesurfaceof 测、镀层材料表征等问题激光超声技术显示了明显的优 generatedbypulsed material．Laserultrasonic detectionis 越性[1-5]。 coating experimental carriedOUt．Bothresultsarein on agreement，based本文以金属表面镀层材料为例分析摄动表面波的 good characterizationandinversionfor which，the coatingpa- 传播特性、激光激发的表面波场的理论模拟、激光超声 rameterssurfacewavesare to 试验检测，以及用表面波表征和反演表面层参数的反演 using performed．According the ofsurface inversionis dispersiveproperties wave，the 方法。材料表面镀层按其声速与基底材料声速的相对 simulated forsteel 大小分为慢层快底和快层慢底两类，二者的表面波性质 byusing annealingtechnique performed invertedresults withazinc are sample coating．Thegood 有显著差异。本文仅考虑慢层快底情形，试验检测试样 obtained． 为表面镀锌钢块。