基于太赫兹时域光谱技术的钢材锈蚀产物光学参数测量及特征识别
摘要
锈蚀对钢材料（如钢筋，钢板等）的强度和耐久性具有较大的影响。研究发现在钢材锈蚀过程中产生的一些铁的氧化物能够与太赫兹（THz）电磁波表现出吸收共振。为了探究钢材锈蚀产物的光学参数并实现其特征识别，首先通过太赫兹时域光谱（THz-TDS）系统测定了不同种类的锈蚀产物样品以及样品中的主要组分Fe3O4，Fe2O3，α-FeOOH的THz透射信号。在有效测定频率0~1.2 THz范围内，不同锈蚀产物混合物样品的折射率分布在2.7~3.4之间，组分晶体Fe3O4、Fe2O3、α-FeOOH的折射率分别为4.0、2.7、2.2。锈蚀产物混合物中Fe3O4的含量对光学参数，如吸收系数、折射率等的影响较大。然后，搭建了基于双色场的超宽带THz-TDS系统，进一步扩大THz的有效测定范围至0~10 THz，从而实现了对锈蚀产物的特征识别。在0~10 THz范围内，Fe3O4不存在特征吸收峰，Fe2O3的特征吸收峰位置为3.4、4.2、4.85、5.8 THz，α-FeOOH的特征吸收峰位置为3.6、4.05、5、5.45 THz。同时，对不同锈蚀产物样品的宽频THz吸收谱进行分析，能够实现Fe2O3和α-FeOOH的特征识别。研究结果表明，Fe2O3和α-FeOOH的特征吸收峰可以作为是否发生锈蚀的依据，该结果为THz技术在钢材锈蚀无损检测方面的应用奠定了基础。
引用本文（GB/T 7714）
江雪雷 Jiang Xuelei, 李恩恩 Li Enen, 许颖 Xu Ying, 等. 基于太赫兹时域光谱技术的钢材锈蚀产物光学参数测量及特征识别[J]. Acta Optica Sinica, 2023.
引文网络
本站仅收录题录与摘要供学习参考，全文版权归属出版方；如有侵权请联系我们删除。