報告書番号

H04004

タイトル（和文）

二光波混合を用いたレーザ超音波法の高感度化 -遮熱コーティングおよび金属表面欠陥の非破壊検査への適用-

タイトル（英文）

Improvement of Sensitivity of Laser Ultrasonic Technique Using Two-Wave Mixing -Application to Nondestructive Testing of Thermal Barrier Coating and Metal Surface Flaws-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

レーザ超音波法は材料の非破壊検査に有効でな手段あり，高温環境下でも適用可能である。しかし，従来型干渉計は被試験体表面が粗い場合に測定感度が低下する短所があり，実用化において問題となる。この欠点を補うために粗面（非研磨面）においても超音波検出が可能な二光波混合型干渉計を作成し，研磨された表面において従来型干渉計に比べ20dB以上の測定感度向上を実現した。また，従来型干渉計では信号が得られなかった粗面（非研磨面）においても良好な信号を得た。二光波混合型干渉計を遮熱コーティングのトップコートの特性評価に適用し，ヤング率と膜厚を導出した。また，レーザ超音波法による金属表面欠陥を模擬したスリットの評価実験を行い，位置の特定と深さの評価が可能であることを示した。また，二光波混合型干渉計をパルス化することにより測定感度を更に向上し，過度に酸化した被試験体表面においても超音波検出が可能であることを示した。

概要 （英文）

Laser ultrasonic technique is a powerful tool for non-contact, nondestructive testing of materials, and is also applicable to high temperature environments. However, conventional laser interferometers used in laser ultrasonic technique suffer from low sensitivity when the sample surface is rough, which is problematic in realistic applications. In order to overcome this shortcoming, a two-wave mixing (TWM) interferometer was constructed, and the detection sensitivity was improved by >20dB for a polished surface over a conventional interferometer. Strong signals were obtained for rough (unpolished), partially oxidized surfaces, for which no signals could be detected by the conventional interferometer. The TWM interferometer was applied to evaluation of TBC samples, and results showed that material properties of the topcoat could be deduced from the experimentally obtained dispersion curves. The TWM interferometer was also used to evaluate simulated cracks on metal surfaces, and results showed that identification of crack location and evaluation of crack depth can be performed. In addition, by operating the TWM interferometer in pulsed mode, further improvement in sensitivity was achieved, which allowed detection of ultrasound for samples with overly oxidized surfaces.

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