碳纤维复合材料不同深度缺陷的太赫兹检测研究

来源：电子测量技术杂志2022年第8期北京时间：

作者：徐亚军，向红星，钟 勉，杨文锋，刘炳伟，魏东山，李 辰

单位：1.中国民用航空飞行学院 航空电子电气学院，四川广汉，618307;2.中国民用航空飞行学院 航空工程学院，四川广汉，618307;3.上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，中国上海，200093;4.东莞理工学院，广东东莞，523808;5.深圳市太赫兹科技创新研究院，广东深圳，518110

摘要：太赫兹（THz）无损检测技术具有非破坏性、非电离和非接触的优点，在航空航天领域纤维增强复合材料无损检测中得到了较快的发展和应用。本文在碳纤维复合材料层合板的4个不同深度（0.225 mm、0.450 mm、0.675 mm、0.900 mm）插入聚四氟乙烯作为人工缺陷，采用太赫兹时域光谱和成像系统对其进行成像和光谱分析，探讨太赫兹波辐射下缺陷的成像效果和光谱特性。研究结果发现，在0.25～2.0 THz频率范围内，太赫兹反射成像可以成功检测出碳纤维复合材料中不同深度缺陷：随着缺陷深度的增加，太赫兹频域成像信号和光谱信号随缺陷深度线性增大，吸收系数成像信号和光谱信号随缺陷深度线性减小；随着频率的增加，缺陷的功率谱密度先增大后减小，吸收系数缓慢增大。该结果可以为碳纤维复合材料缺陷深度的可视化和定量化分析提供参考依据。

关键词：太赫兹无损检测技术;碳纤维复合材料;太赫兹反射成像;不同深度缺陷

基金资助：四川省科技厅重点研发项目（2021YFSY0025）、中国民用航空飞行学院面上项目（J2020-49）、四川省大学生创新创业训练计划项目（S202110624128）资助