基于碳纳米管复合薄膜光声换能器的磁声电无损检测

摘要

针对传统磁声电无损检测中超声换能器的超声带宽较窄的特点以及压电超声激励探头在磁场环境下存在电磁干扰的问题,基于光声效应提出一种采用碳纳米管-聚二甲基硅氧烷(CNTs-PDMS)复合薄膜作为光声转换途径的光声换能器(PAT).利用涂布法在石英玻璃上得到用于光热转换的CNTs薄膜,随后将高热膨胀系数的聚二甲基硅氧烷(PDMS)旋涂于CNTs薄膜上方用于脉冲超声的产生,并对制作的CNTs-PDMS复合薄膜PAT进行超声场测试.最后,设计实验系统,将复合薄膜PAT用于磁声电无损检测中.在532 nm脉冲激光激励下,复合薄膜PAT能产生5.7 MPa的声压,且具有约17 MHz的-6 dB超声带宽.搭建的磁声电无损检测实验系统能够准确定位样品铝合金的缺陷位置,所提出的复合薄膜PAT有望替代电子超声换能器实现极端和高要求场合下的应用需求.