日本开发出钢铁含碳量新型无损测试技术

钢铁含碳量对决定其性能至关重要，且含碳量受到生产技术的显著影响。日本京都大学提出一种利用μ子（muon）来测量钢铁含碳量的非破坏性测试方法。该方法基本原理是带负电的μ子会衰变成电子或被吸收到原子核中。μ子衰变和被原子核吸收的竞争，使得μ子被原子捕获时的表观寿命会相应缩短，导致μ子表观寿命小于2.2 μs；而C元素的表观寿命为2.0 μs，Fe元素则为0.21 μs。当μ子照射到含有不同μ子寿命的试样时，可通过测量寿命谱无损确定材料任意位置（深度）的元素组成。基于该原理，研究人员控制μ子入射能量将μ子停在由三种厚度为0.5 mm的钢板组成的堆叠试样的每一层之中，在不破坏试样情况下成功测定出不同深度的碳含量，检测下限为140 ppm（0.014%）。该方法不仅可用于含碳量分析，还可用于其它轻元素分析。

钢铁碳含量μ子检测技术示意图

来源：https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2024-02-09-1