激光超声表面波在7075中的声学特性

　　激光超声检测技术是超声检测的一种新技术，备受国内外的关注。主要是因为激光超声检测技术是一种非接触、宽频带、高空间分辨率及对检测部位的空间位置要求不高的无损检测技术。其特别适用于在高温、高压、有毒等恶劣环境下的无损检测以论文联盟http://wWw.LWlm.Com及对薄膜物理特性的检测。激光激发超声中有纵波、横波和表面波等多种波形。表面波对于表面以及近表面缺陷特别敏感，而且表面波具有不色散、不易衰减等特征。
　　1 激光超声的激发机理
　　激光超声，就是用高功率的脉冲激光轰击试样表面，激光光束能量转换成热能，从而产生了局部温度的变化，由于热胀冷缩的作用就在试样中形成了弹性应力波，也叫超声波。根据入射激光光功率密度和材料的表面条件的分类，激光超声激发机制主要包括：热弹性机制和烧蚀机制。
　　1.1 热弹性机制
　　当入射脉冲激光的功率密度低于试样表面的损伤阈时，这样不足使工件表面融化，试样表面吸收的部分电磁能转化成热能，致使试样局部表面的温度迅速升高，从而引起试样的热膨胀，即工件发生了形变。由于入射激光是脉冲的，热弹性膨胀也是周期性的，即产生了周期变化的超声波。
　　当金属表面为自由状态时，有表面体积膨胀产生的应力将平行于固体的表面，该应力源在理论上相当于时域阶跃函数H（t），因此热弹性机制可以激发横波、纵波和表面波。热弹性机制，激发的激光能量比较低，还没有对工件表面造成损伤，因此热弹性机制下的激光超声检测技术可以认为是一种无损检测技术。wwW.ybASk.cOM
　　1.2 烧蚀机制
　　当入射脉冲激光的功率密度逐渐增大直至达到试样表面的损伤阈时，试样表面的温度急剧升高达到材料的熔点，产生烧蚀现象。此时工件表面材料融化、汽化甚至形成等离子体而产生一种垂直与表面的作用力，从而激发超声波。
　　虽然烧蚀机制光声的转化效率较高，甚至可以达到热弹性机制的4倍，但会对工件表面造成0.3μm的损伤。这样就限制了烧蚀机制的应用，而且通常烧蚀机制只是用来产生纵波。综上所述，本文的研究都是基于热弹性机制下的研究。
　　2 试验设备及试样
　　本试验采用的是北京镭宝的Tolar-1053型半导体泵浦固体激光器来激发超

[1] [2] 下一页