[发明专利]基于碳纳米管为传感介质的应变分量无损检测技术

摘要

本发明公开了一种基于碳纳米管为传感介质的应变分量无损检测技术。碳纳米管随机附着在被测物体的表面或掺杂其内部，偏振显微拉曼光谱系统将入射激光聚焦到被测物体表面并背向采集原始拉曼光谱信息，数据处理得出的拉曼频移增量与被测物体表面的平面应变分量之间的解析式为：ΔΩ^(φ)＝(1/6)Ψ_Sensor·[(3+cos2φ)ε_X+(3-cos2φ)ε_Y-2sin2φ·γ_XY]，给定三个不同的偏振方向，并将其频移增量测量结果代入上述方程组求解得出应变分量。本发明解决了拉曼应变测量中的非拉曼活性材料传感检测问题，可对固体材料表面的平面应变分量直接测量以及微区域应变场的实验分析，具有无损非破坏、高测量精度、高空间分辨率等特点，可用于微尺度力学行为的实验研究、MEMS微器件力学性能的分析等多个领域。

主权项

1.基于碳纳米管为传感介质的应变分量无损检测技术，具有碳纳米管(1)、被测物体(2)、偏振显微拉曼光谱系统(3)，其特征在于碳纳米管(1)随机附着在被测物体(2)的表面或掺杂于被测物体的内部，偏振显微拉曼光谱系统(3)将入射激光聚焦到被测物体(2)表面并背向采集原始拉曼光谱信息，拉曼光谱信息中的拉曼频移增量与被测物体(2)平面应变分量之间的解析式为：式中，代表偏振方向为时实验系统在变形前后采集获取拉曼光谱的频移增量；εX和εY分别代表被测物体表面X、Y方向的正应变分量，γXY为剪应变分量，Ψ_Sensor为碳纳米管应变传感介质的应变-频移因子，是表征作为应变传感介质的碳纳米管的轴向应变与碳纳米管的拉曼频移之间线性关系的常数因子，给定三个不同的偏振方向分别为和用拉曼光谱信息中的拉曼频移增量与被测物体平面应变分量之间的解析式建立方程组，将三个不同偏振方向的频移增量测量结果和代入方程组求解得出应变分量。