金属材料亚表面的光热辐射检测

为探讨光热辐射(PTR)技术检测金属材料亚表面缺陷的能力, 理论分析了双层材料在强度调制激光束激励下产生的热波幅值和相位, 实验检测了阶梯型钢板样品、铝/钢质盲孔阵列样品和钢质填锡盲孔样品的光热辐射信号。对于直径分别为2.5, 2.0, 1.5 mm, 孔底厚度分别为0.2, 0.4, 0.6 mm的铝质盲孔阵列样品, 实验得到的光热辐射相位分布显示了盲孔直径和孔底厚度的可区分性。对于钢质盲孔阵列样品, 在盲孔填锡前后的光热辐射相位分布显示出一定区别。实验结果表明: 聚焦光斑的光热辐射检测能探测到深度小于或约等于面层材料热扩散长度, 截面积约等于或大于光斑面积的铝或钢内气孔缺陷。