太赫茲技術研究有新突破 有望無損檢測航空航天材料

【中國化工儀器網 科技成果】導讀：檢查航空航天材料的內部是否有缺陷，現在的技術手段需要將材料一層層切開逐步檢查，程序繁瑣且不精準。未來有望利用一種被稱為「太赫茲波」的電磁波，在不損傷材料的情況下，通過透射成像檢測到材料內部微小的缺陷。近日，中國科學院重慶綠色智能技術研究院太赫茲技術研究中心（下稱太赫茲研究中心）在太赫茲無損檢測技術的研究已取得成果，有望改善航空航天材料的檢測技術。

不損傷材料洞察內部毫米級缺陷

太赫茲波是一種不可見的電磁波，具有穿透性強、成像光譜特徵明顯、脈衝短且不容易破壞被檢測物質的獨特優勢，因此受到國際廣泛關注和研究。2013年，太赫茲研究中心成功向重慶市科委申請科研立項，對太赫茲在複合材料無損檢測方面展開相關研究。

玻璃纖維複合材料樣本太赫茲光譜成像照片，裡面的方塊即為材料內部的缺陷太赫茲技術研究中心供圖

據了解，飛機、衛星、航天飛船等的機身與絕熱夾層材料多為「三明治」結構，即由碳纖維、玻璃纖維面板中間夾一層航空泡沫材料複合而成。如果中間層的泡沫材料出現空隙缺陷，將嚴重影響材料的絕熱與安全性能。

傳統檢測手段需切開一部分材料進行檢查，這樣必將破壞材料的完整。而太赫茲無損檢測技術則可通過透射成像，看見絕熱層內部小到毫米，甚至更細微的缺陷，實現無損檢測。

太赫茲時域光譜成像儀局部

高科技接地氣生產生活用途廣

太赫茲研究中心主任崔洪亮透露,一些生產玻璃纖維的企業在進行產品質量檢測時，採用一種老辦法——將玻璃纖維在水中持續煮一個月，產品出現裂紋、氣泡則說明有缺陷。而使用太赫茲波進行檢測，1分鐘之內就可以得到內部缺陷的檢測結果，未來或將大大節約材料工藝研發的時間成本。

太赫茲波無損檢測不僅能夠運用於工業生產檢測，也能夠運用於生活。

在一定強度範圍內，太赫茲波不會對人體產生損傷，因此能夠用於人體或其他生物樣品的活體檢查。這就意味著在機場、火車站等安全檢查中，太赫茲波也可以得到運用。乘客只需通過「太赫茲安檢儀」的掃描，即可完成安檢，擺脫人工的貼身檢查。

太赫茲無損檢測的這種應用如果得到延伸應用，對公共場所的防恐、走私的管理工作將會得到改善。

據了解，中科院重慶綠色智能研究院已經自主研發出複合材料無損檢測的樣機，性能穩定，並進入使用階段。在之後的研究中將不斷實現機器的小型化、集成化，以便更好地在實際中應用。

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