2020年 | プレスリリース?研究成果
材料内部の欠陥を3次元で可视化できる高分解能超音波映像法を开発 -安全?安心な社会の実现や工业製品の国际竞争力强化に贡献-
【発表のポイント】
- 构造物や工业製品の内部欠陥を高分解能で3次元映像化できる超音波计测法を开発
- 高い信頼性での强度评価や欠陥発生メカニズムの解明に道筋
- 安全?安心な社会の実现や工业製品の国际竞争力强化への贡献に期待
【概要】
构造物や工业製品を壊さずに欠陥计测を行う非破壊评価技术の确立は重要な课题となっています。外からは见えない内部欠陥の计测法としては、超音波(注1)が幅広く用いられ、最近では、医疗分野で开発された超音波フェーズドアレイ(注2)が工业分野に応用されるなどしています。しかし、内部に発生する复雑な3次元形状の欠陥は、最新の超音波フェーズドアレイ装置でも、素子数不足により、2次元映像化に限られていました。
东北大学大学院工学研究科の小原良和准教授らの研究グループは、米国ロスアラモス国立研究所との国际共同研究により、圧电探触子送信(注3)と超多素子受信レーザ走査2次元マトリクスアレイ(注4)を融合した映像法を开発し、従来限界を1桁以上上回る数千素子の超多素子2次元マトリクスアレイの実现により、固体材料内部の欠陥を3次元的に高分解能で映像化することに成功しました(図1)。これにより、安全?安心な社会の実现や高いレベルでの品质保証による工业製品の国际竞争力强化への贡献が期待できます。
本研究の内容は9月17日(米国時間)に、米国物理学協会の学術誌「Applied Physics Letters」に掲載されました。

図1 発电プラントで问题となっている枝分かれ応力腐食割れ(割れ状欠陥の一种)を本研究で开発した3次元超音波映像法笔尝鲍厂(左)で映像化した结果(右)
【用语説明】
(注1)超音波:人の耳では聞こえない高い周波数(20 kHz以上)の音。周波数が高い程、直進性に優れるが、減衰の影響も大きくなる。金属材料ではMHz領域(106 贬锄オーダー)の周波数が利用される。
(注2)超音波フェーズドアレイ:复数の素子を持つアレイセンサとその制御器により、电子スキャンで内部の映像化が可能。医疗分野で开発され、近年では工业分野への普及も进みつつある。
(注3)圧电探触子送信:电圧をかけると、伸び缩みする圧电材料から构成される超音波センサ。圧电材料に高周波の电圧信号を加えることで、超音波を送信できる。
(注4)超多素子受信レーザ走査2次元マトリクスアレイ:レーサ振动计を2次元的に走査(スキャン)することで构成される超音波受信センサ。スキャン点数を任意に増やすことができるため、现在普及している圧电アレイ探触子の限界よりも一桁以上多い数千素子の超多素子も実现可能。
问い合わせ先
< 研究に関して >
东北大学大学院工学研究科 材料システム工学専攻 准教授 小原 良和
Tel: 022-795-7358
贰-尘补颈濒:辞丑补谤补*尘补迟别谤颈补濒.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)
< 報道に関して >
东北大学工学研究科情報広報室 担当 沼澤 みどり
Tel: 022-795-5898
贰-尘补颈濒:别苍驳-辫谤*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)