據外媒Science Daily 報道，日前，美國能源部橡樹嶺國家實驗室科學家使用紅外熱像儀測定工作材料的熱圖，揭示材料本身的熱性能和亞表層結構。這是一種全新的研究方法。

    橡樹嶺國家實驗室使用紅外熱像儀對附加的制造工藝進行成像，希望可以更好的理解工藝條件是如何影響3D 打印各個部件的強度、殘留應力以及其微觀結構的。這一最新應用基于的紅外熱像儀的這一專業技術已經發展了數十年，有助于科學地理解那些有前景的技術的發展。

    1995 年，美國能源部橡樹嶺國家實驗室牽頭的長纖維陶瓷復合材料項目，購置了除軍方之外的第一臺高速紅外熱像儀。橡樹嶺國家實驗室的研究員RalphDinwiddie 使用這一新的紅外熱像儀，幫助致密輕量陶瓷復合材料的開發人員研究這些材料導熱性能有多好，并用得到的信息來優化制造工藝。

    從那之后，橡樹嶺國家實驗室又購置了至少10 臺紅外熱像儀，用于一系列其他項目之中。不管是齒輪，還是藝術品，都可以用這些紅外熱像儀來映射溫度隨熱量在物體內流動如何變化。

    對于1995 年購置的這臺紅外熱像儀，研究員Ralph Dinwiddie 說：“一開始，我們打算使用這臺紅外熱像儀測量復合材料的熱擴散率圖。這樣我們就能測量組分性能，研究工藝條件如何影響這些性能的變化。”

    那時的熱模型不足以據原始材料的性能來預測復合材料的導熱系數。RalphDinwiddie 認為，這是因為材料在加工過程中暴露在高溫或高壓環境中，其性能會發生變化。熱像儀就成為了研究陶瓷基復合材料的一種新方法，陶瓷基復合材料的生產過程是先將陶瓷纖維用一層保護涂層包裹起來，之后再嵌入陶瓷基。

    Ralph Dinwiddie 說：“加工之后各組分性能的數據，有助于為未來的復合材料更好地建模。”

    長纖維陶瓷復合材料項目研發的材料在發電用的地面燃氣輪機上得到了應用，于1999 年在美國馬薩諸塞州莫爾登工廠開始運營。這是全美國所有工業熱量和電氣設備中排放量最低的。

    橡樹嶺國家實驗室長纖維陶瓷復合材料項目技術主管Rick Lowden 稱RalphDinwiddie 的紅外熱像儀是他們做的一項“最好的投資”。Ralph Dinwiddie 和他的同事們進一步使用紅外熱像儀在不損壞樣品的條件下探測材料表層下的裂紋。這樣的無損檢測可以揭露很多問題，如老齡飛機隱藏的腐蝕問題，管道焊接存在缺陷，材料內部深處出現小孔，壓層復合材料的隔離層內部深處出現孔隙等等。據了解，1998 年時，RalphDinwiddie 就曾據一張老齡飛機發動機整流罩的熱圖，看出其亞表面腐蝕嚴重。

    很快，政府、學術界以及工業各方面的研究人員都向橡樹嶺國家實驗室送去各種附加材料，進行紅外線成像。他們通過高溫材料實驗室用戶項目，就可以找到Ralph Dinwiddie 的紅外熱像儀。

    這意味著，各公司可以使用這些專業技術和設備，他們可以利用這些資源加速對科學工程的理解，提高自身在全球的競爭力。

    在一個項目中，Ralph Dinwiddie 曾說：“和福特科學研究實驗室合作，我們證明了使用紅外熱像儀可以捕捉到制動盤在測功計試驗過程中的動作，我們可以依此繪制出溫度圖，展示在剎車過程中熱點是如何發展和移動的。性能繪圖、溫度繪圖、無損檢測、微觀的溫度測量以及工藝監測就這樣結合在一起，極大地擴大了各領域對于熱像儀服務的需求，將衍生出一系列的應用。”