鋁合金氧化鋁板檢測技術

目前大量應用于各種國防與民用信 息獲取與處理、儀器儀表等電子整機的關鍵基礎電子元件。這些電路系統(tǒng)中，鋁電解電容 器起著整流濾波、信號的旁路與禍合、能量的貯存與轉(zhuǎn)換的作用，特別是電源電路中，鋁 電解電 氧化鋁板電磁超聲檢測技術關鍵問題研究 鋁合金板材具有強度高、密度低、耐腐蝕性強等特性,Si攙雜鋁復合氧化膜制備及性能研究 本文介紹了本實驗室鋁電極箔增容技術中高介電常數(shù)復合氧化膜制備技術的最新研究成果,分析了水解沉積制備高介電常數(shù)鋁復合氧化膜低壓增容效果甚微的原因,提出了通過通過Si攙雜提高高介電常數(shù)鋁復合氧化膜耐壓強度的增容技術思想。研究發(fā)現(xiàn),Si攙雜鋁復合氧化膜制備技術不僅可實現(xiàn)低電壓規(guī)格國產(chǎn)鋁電極箔比容水平的提高,同時可有效降低高介電常數(shù)鋁復合氧化膜的漏電流,具有良好的推廣應用價值。鋁電解電容器具有比率容量高、成本低廉的優(yōu)點。制造航天設備、軍工設備及高速列車的主要材料,隨著航天技術、探月工程、國產(chǎn)飛機、航空母艦及高速鐵路等項目的大力開展和日趨成熟,國鋁合金材料的需求量越來越大,材料質(zhì)量決定了產(chǎn)品質(zhì)量,鋁合金氧化鋁版檢測技術的需求變得越來越重要。電磁超聲檢測技術因其無需耦合劑,耐高溫又易操作等優(yōu)勢被廣泛研究。目前,電磁超聲檢測技術被廣泛應用在鋼板、氧化鋁板、鋼管等缺陷檢測中,已經(jīng)成為國內(nèi)外主流的無損檢測方法之一。

          但其缺點為換能效率較低、信號微弱,實際應用中需要克服的主要困難。本文在回顧了國內(nèi)外多年來電磁超聲技術的發(fā)展和應用,總結前人們研究成果的基礎上,對EMA T換能機理進行了探討,針對EMA T工作的三個過程：電磁場、電磁超聲耦合以及聲場傳播,分析相應的換能原理,進行詳細的數(shù)學描述,推導出電磁超聲換能過程的完整方程和邊界條件。依據(jù)產(chǎn)生波型的不同,分析出EMA T各個組成部分中高頻激勵線圈和永磁鐵的不同配置情況,及對應不同配置情況激發(fā)出波型的種類和它聲波傳播形式。本文利用ANSYS有限元仿真軟件對電磁超聲換能器的電磁場進行了仿真分析,得出被測氧化鋁板中渦流及洛倫茲力的分布情況。

同時將電磁場得到結果與結構場進行耦合,得出被測氧化鋁版中質(zhì)點的應力、應變及位移情況,從而達到對EMA T輻射聲場進行仿真分析的目的由于EMA T換能效率低,信號微弱,為了提高其換能效率,對其模型進行優(yōu)化。針對優(yōu)化的主要對象：線圈與被測氧化鋁板間的提離距離、線圈及永磁鐵的各個參數(shù)對換能效率的影響做了詳細分析,最終確定出各參數(shù)的優(yōu)化組合。通過仿真分析得出EMA T被測氧化鋁板的內(nèi)部輻射聲場分布及被測氧化鋁板表面的指向角,并通過實驗驗證了這個仿真結果的正確性。通過改變被測氧化鋁板的厚度和激勵電流頻率得到相應輻射聲場的變化情況。然后分析了三種不同配置的換能器輻射聲場分布的各自指向性特點。表面波具有單模式、能量集中、試樣的表層傳播等特點,其適用于金屬板表面大范圍健康狀況檢測,本文詳細的論述了電磁超聲表面波產(chǎn)生的原理及傳播特性,此基礎上,利用ANSYS軟件進行了有限元仿真。利用折線形線圈及單磁鐵的組合,建立了EMA T3-D有限元模型。為簡化有限元求解過程,將其產(chǎn)生的電磁超聲表面波分為：電磁場、渦流、洛倫茲力、波動四個部分,以氧化鋁板為對象,以有限元仿真為基礎,搭建了由激勵、接收和電磁超聲換能器三部分組成的電磁超聲表面波金屬板探傷檢測裝置。這個檢測裝置利用FPGA 產(chǎn)生正、負兩路頻率和周波數(shù)可調(diào)的脈沖串,并采用多級放大來解決電磁超聲回波中接收信號比較微弱的問題,通過產(chǎn)生的表面波對金屬板中的缺陷進行了檢測,及進行了聲場指向性試驗。實際試驗是長600mm,寬300mm,厚20mm氧化鋁板上進行的,經(jīng)試驗驗證,電磁超聲表面波探傷檢測裝置可以在氧化鋁板中產(chǎn)生表面波,并通過產(chǎn)生的表面波可以對板中的缺陷進行檢測。通過聲場指向性試驗可以證明,表面波傳播具有指向性,回波信號經(jīng)過小波降噪處理后,能夠達到預期效果,信號能夠清晰展示。