1 长春理工大学 光电工程学院 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，吉林 长春 130022
2 长春理工大学 光电工程学院 光电工程国家级实验教学示范中心，吉林 长春 130022
3 长春理工大学 中山研究院，广东 中山 528400
4 航天特种材料及工艺技术研究所，北京 100074
胶接结构广泛应用于航空航天等**领域，但在工艺制作及使用过程可能会产生胶接界面脱粘缺陷和损伤，由于太赫兹无损检测技术对非金属材料良好的穿透性能，已被广泛应用于复合材料的无损检测中，太赫兹无损检测技术在多层胶接结构样件胶层内部缺陷的无损检测方面具有较大优势。利用反射式太赫兹时域光谱系统检测多层胶接结构样件，得到的具有样件内部材料信息的太赫兹时域信号，但信号中还包含了大量的冗余特征和噪声等无效信息，这些无效信息大大降低了信号处理和分析效率。针对这一问题，文中提出了基于二阶梯度法提取太赫兹时域信号有效特征，以飞行时间误差为限制条件基于信号的时域特征自适应确定阈值，稀疏太赫兹时域信号，减少信号中冗余无效信息，实现太赫兹时域信号的有效压缩。然后，通过二值化图像分割识别多高斯恢复信号和太赫兹时域光谱系统检测信号的太赫兹图像缺陷区域。最后，制备具有脱粘缺陷的多层胶接结构样件，开展太赫兹无损检测实验。结果表明：文中算法的数据压缩率达到了81%，相比传统压缩算法离散余弦变换提高了59%，相比主成分分析算法提高了75%，相比K-SVD字典学习算法提高了26%，缩短了约80%的数据计算时间，减小了约95%数据存储空间占用，且缺陷识别偏差不超过0.05。文中算法极大地提高了数据处理和分析效率，保证了缺陷识别的精度。
太赫兹时域光谱 稀疏表示 特征提取 自适应阈值 多层胶接结构 terahertz time domain spectroscopy sparse representation feature extraction adaptive threshold multilayer bonding structure 红外与激光工程
2023, 52(4): 20220443
1 同济大学 先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
2 同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所, 上海 200092
3 上海航天控制技术研究所, 上海 201109
基于超薄玻璃的嵌套式圆锥近似Wolter-I型聚焦望远镜采用环氧树脂胶作为镜片装配的关键粘结材料, 其微米级厚度的胶层粘结强度决定了望远镜的力学性能。文中研究了“超薄镜片-F131环氧树脂胶-石墨”组成的粘结结构在不同固化环境湿度、不同石墨表面粗糙度下的粘结强度。结果表明, 粘结强度随着环氧树脂固化湿度的增加而减小, 随着石墨表面粗糙度的增加而增加。进一步, 通过比较石墨表面层剥离面积比, 确定石墨表面层剥落是造成粘结结构失效的主要形式。最后, 引入B基准值作为粘结强度评价指标, 提高粘结性能评价的准确性和可靠性, 为望远镜装配提供了参考。
嵌套式望远镜 粘结结构 拉伸强度 B基准值 nested telescope bonding structure tensile strength B basis 红外与激光工程
2019, 48(2): 0218001
1 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
2 北京信息科技大学 光电测试技术北京市重点实验室, 北京 100101
3 北京航空航天大学 机械工程及自动化学院, 北京 100191
4 中北大学 电气与控制工程学院, 山西 太原030051
为了解决核工业领域防辐射用钢铅粘接结构的非接触、高精度无损检测问题, 研究激光超声检测方法。建立了粘接结构模型, 分析了激光超声的传播及脱粘导致的声波反射和衰减; 实验测量了良好粘接与脱粘处的窄带激光超声信号, 观测到脱粘导致的界面反射信号幅度变化; 分析得出表征脱粘的激光超声反射系数与声波频率和测量位置的关系; 通过激光超声C扫描方法实现模拟脱粘试样的检测与成像。研究表明: 激光超声方法可以实现两层钢铅粘接结构脱粘的成像检测, 在核工业防辐射结构检测中具有应用前景。
核工业 粘接结构 脱粘 激光超声 无损检测 nuclear industry bonding structure debonding laser ultrasonic nondestructive testing 红外与激光工程
2018, 47(1): 0117006
厦门大学 航空航天学院, 福建 厦门 361005
提出了包含三步式排泡过程的预烧结工艺以及双凹凼-凸台的微复合键合结构方案, 以便有效控制玻璃浆料层中的孔洞生成并精确控制键合间隙。预烧结工艺涉及的三步式排泡包含玻璃液形成、真空排泡与孔洞流平3个过程, 该过程有效地排除了气泡, 从而抑制了键合中间层中的孔洞形成, 其工艺的重复性和鲁棒性很强。微复合键合结构中的内外凹凼用于有效控制多余的熔融的玻璃浆料的流动路径, 避免其对封装结构的污染; 微阻挡凸台则可以精确地将玻璃浆料层的厚度即键合间隙控制到凸台高度。对键合性能的测试表明, 该方案简单有效, 键合强度和气密性良好, 键合间隙为10.1 μm, 键合强度为19.07 MPa, 键合漏率小于5×10-9 Pa·m3/s。
玻璃浆料键合 孔洞抑制 微复合调控 键合间隙 微复合键合结构 glass frit bonding voids suppression micro composite regulation bonding gap micro composite bonding structure
内蒙古师范大学 物理与电子信息学院 功能材料物理与化学自治区重点实验室，呼和浩特 010022
为了研究热丝温度对a-SiNx:H薄膜性能的影响，采用热丝化学气相沉积法，以SiH4，NH3，H2为反应气源，改变热丝温度沉积薄膜。通过紫外-可见光吸收谱、傅里叶红外透射光谱、光致发光光谱等测试手段对薄膜发光特性、微观结构及键合情况进行表征与分析。从测试情况可知，当热丝温度为1645℃时，H含量最大，N含量最小，同时其折射率最高，薄膜材料的有序度增大；当热丝温度为1713℃时，H含量减少，N含量达到最大，且随着热丝温度增大，薄膜中N含量又开始下降，内部缺陷态密度增加。结果表明，热丝法制备a-SiNx:H薄膜的热丝温度最佳值在1596℃～1680℃之间，此时所制备的薄膜折射率为2.0，适合应用于硅基太阳能电池减反射膜层，且具有较充分的氮、氢含量，薄膜结构、性能稳定。
薄膜 光致发光光谱 键合结构 热丝化学气相沉积 thin films SiNx:H SiNx:H photoluminescence spectra bonding structure hot wire chemical vapor deposition
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
2 中国科学院研究生院，北京 100049
在光机系统胶接结构中，为研究胶接剂固化收缩对镜片的影响，对胶接剂采用粘弹性模型进行了仿真计算，通过本构方程得到理论解，并采用当量温差法利用有限元分析软件 ANSYS模拟收缩，分析了固化时间对镜片面形误差的影响。通过和线弹性模型对比，分析了粘弹性模型的优势。通过改变固化时间，分析了不同固化时间对镜片的不同影响。结果表明，仿真结果和理论解高度一致，且采用粘弹性模型可以很好地反映最终收缩应力随固化时间变化的关系，更好地模拟了收缩应力的生成过程；同时发现，对同一种胶接剂，通过改变环境适当延长固化时间，减小了对镜片面形误差的影响，因此可以适当延长固化时间以减小收缩应力。
光机系统 胶接结构 胶接剂 固化时间 粘弹性 optical-mechanical system bonding structure adhesive curing time viscoelastic
