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综述:太赫兹波及其在纺织品和复合材料中的应用:进展与实践见解
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月20日 来源:Advanced Materials Technologies 6.2
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(编辑推荐)本综述系统阐述了太赫兹(THz)技术在纺织品及复合材料领域的突破性应用,其非电离、无损检测(NDT)特性为材料表征(如纤维类型识别、缺陷检测)提供了革新方案,尤其在实时监测复合材料的内部损伤(脱层、孔隙)方面展现独特优势,为行业质量控制开辟了新路径。
近年来,太赫兹(THz)技术凭借其非电离、生物安全的特性,在材料科学领域崭露头角。相较于传统X射线,THz波在非导电材料(如纯纺织品和纤维增强复合材料)表征中具有显著优势。研究证实,THz技术可精准识别纺织品类型、测定混纺比例,并检测织物缺陷(如断裂、污渍)。在复合材料领域,THz成像能有效捕捉纤维增强结构内部的脱层(delamination)、界面剥离(debonding)及孔隙(porosity)等缺陷,为工业级质量控制提供新工具。
太赫兹波的穿透性与分子振动响应特性,使其成为纺织品和复合材料实时监测的理想选择。图示展示了THz系统在生产线上的应用场景:通过发射脉冲波束,接收器可解析材料内部结构信息,生成高分辨率图像以识别微观缺陷。这种技术不仅避免了传统破坏性取样,还能实现生产流程的闭环优化。
作者声明无利益冲突。
(技术细节)
纺织品分析:THz时域光谱(TDS)通过测量纤维的吸湿性差异,可区分棉、涤纶等材质,混合比例检测误差<±3%。
复合材料检测:频率0.1-3 THz的波束可穿透碳纤维层压板,定位深度达5 mm的脱层缺陷,分辨率达50 μm。
行业挑战:当前THz设备成本较高,且对高密度材料(如金属基复合材料)穿透力有限,需进一步开发便携式系统。
未来,THz技术或将在智能纺织品(如湿度传感织物)和航空航天复合材料质检中实现规模化应用,推动材料科学向无损化、智能化方向发展。
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