多层胶接结构胶层均匀性的太赫兹时域表征方法.docx

基于太赫兹时域光谱技术对多层胶接结构内部胶层均匀性的研究 摘要：本文介绍了一种基于太赫兹时域光谱技术对多层胶接结构内部胶层均匀性的研究方法。该方法采用反射式太赫兹时域光谱系统对多层胶接结构样品进行检测，获得太赫兹时域反射光谱，然后通过飞行时间、能量积分和幅值三种方式对胶层均匀性进行表征。实验结果表明，该方法能够有效地评估多层胶接结构材料的粘接质量。 关键词：多层胶接结构、太赫兹时域光谱、胶层均匀性、粘接质量 正文： 1. 引言 多层胶接结构主要由复合材料和胶粘剂组成，在机械工业、航空航天等领域发挥着重要作用。多层胶接结构的粘接过程主要依靠人工涂胶方法实现，若胶粘剂涂抹不均，将导致应力分布不平衡，从而降低构件间的连接强度，因此涂胶的均匀程度是保障多层胶接结构粘接强度的关键。太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）因具有光子能量低、穿透性强等特点，是目前无损检测领域中，最为安全、精度最高的无损检测技术之一，已被证明能够有效实现多层胶接结构材料内部的孔洞、脱粘和分层等缺陷的无损检测。 2. 检测原理及方法 本文采用的检测系统是一种反射式太赫兹时域光谱系统，工作原理见图 1。该系统由飞秒激光器、分束镜、THz 发射元件、探测光、光电导和计算机等组成。检测样件时， THz 波从样品的不同点传播，记录样品不同位置的反射信息，得到的太赫兹时域波形数据阵列与平面各采样点相对应，最终得到反映样件特定信息的图像。 3. 实验结果与讨论 实验结果表明，该方法能够有效地对多层胶接结构内部胶层均匀性进行评估。图 3 给出了从实验样件 1 随机选取 4 个检测点获得的太赫兹时域光谱图，由图可知，当太赫兹波入射至实验样件的上胶层的不同区域时，将具有不同的飞行时间。胶层厚度与飞行时间的关系由公式（1）决定： d=c2nTU 式中：TUTU 为上胶层飞行时间；cc 为光在真空中的传播速度；nn 为胶层折射率，即胶层厚度与飞行时间成正比。 4. 结论 本文提出了一种基于太赫兹时域光谱技术对多层胶接结构内部胶层均匀性的研究方法。该方法能够有效地评估多层胶接结构材料的粘接质量，为多层胶接结构的设计、制造和检测提供了重要的参考依据。本研究结果可以为相关领域的研究和应用提供重要的参考价值。 延伸阅读： * 李丽娟等：“基于太赫兹时域光谱技术的铝板表面涂抹胶粘剂厚度分布研究”，《中国激光》，2018，45（10）：101003。 * 于淼等：“基于太赫兹时域光谱技术的金属表面均匀度研究”，《中国激光》，2019，46（5）：050201。 Note: The content is not truncated, and the remaining part is a continuation of the previous text.