Прибор для бесконтактного выявления дефектов материалов создали в Новосибирске
Новосибирск. 28 марта. ИНТЕРФАКС - Высокочувствительный прибор для обнаружения низкоконтрастных дефектов в оптически непрозрачных материалах впервые в России создали ученые Аналитического и технологического исследовательского центра "Высокие технологии и наноструктурированные материалы" Новосибирского госуниверситета (НГУ), говорится в сообщении вуза.
"Субтерагерцовый эллипсометр позволяет бесконтактным образом обнаруживать повреждения и дефекты в материалах, используемых в промышленности, приборостроении, авиационной и космической отраслях", - говорится в сообщении.
В разработке прибора принимали участие специалисты Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН (Новосибирск).
Ученые применили излучатель собственной разработки и высокоэффективные компактные тонкопленочные поляризационные элементы на основе метаматериалов - искусственных материалов с необычными оптическими свойствами.
"Изготовленный нами лабораторный макет субтерагерцового эллипсометра уже не раз продемонстрировал свою работоспособность и эффективность. Прибор позволяет обнаружить скрытые внутренние дефекты материала при сканировании пучком излучения вдоль его поверхности", - отмечает старший научный сотрудник лаборатории Сергей Кузнецов.
Ученые продемонстрировали перспективность разработанного ими субтерагерцового эллипсометра для неразрушающего контроля авиационных углепластиков.
Исследования проводились на композитных материалах на основе углеродных волокон, предоставленных Сибирским НИИ авиации им. С. А. Чаплыгина (Новосибирск).
Кроме того, вместе с научными сотрудниками Института теоретической и прикладной механики имени С. А. Христиановича СО РАН (Новосибирск) ученые НГУ также испытали эллипсометр при бесконтактном определении толщин и оптических констант жаропрочных керамических покрытий на основе диоксида циркония, которые методами плазменного и детонационного напыления наносятся на лопатки газовых турбин для их антикоррозийной защиты.
"В процессе напыления в данном случае очень важно контролировать толщину и однородность покрытий. Эффективных и недорогих приборов, способных бесконтактно выполнять такую диагностику, не существует до сих пор - ни в России, ни за рубежом. Поскольку покрытия оптически непрозрачны, просветить их видимым или инфракрасным излучением невозможно, а рентгеновские исследования не дают необходимого контраста. Зато терагерцовые волны подходят, как нельзя лучше, и наш эллипсометр успешно справляется с поставленной задачей", - уточняет Кузнецов.
Эффективность субтерагерцового эллипсометра была подтверждена при исследованиях, проводимых совместно с научными сотрудниками Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (Новосибирск), которые работали над созданием специального керамического покрытия для применения в установках термоядерного синтеза типа "токамак" (тороидальная камера с магнитными катушками).
В настоящее время ученые НГУ отрабатывают методику обнаружения порошков в бумажных почтовых конвертах с использованием эллипсометра: в терагерцовом диапазоне прибор можно настроить таким образом, чтобы он стал чувствителен к этим материалам.
Спектр частот терагерцового излучения расположен между инфракрасным и сверхвысокочастотным диапазонами, проникает через многие материалы, кроме металлов. В отличие от рентгеновского излучения, не является ионизирующим.