日本開發出鋼鐵含碳量新型無損測試技術

鋼鐵含碳量對決定其性能至關重要，且含碳量受到生產技術的顯著影響。日本京都大學提出一種利用μ子（muon）來測量鋼鐵含碳量的非破壞性測試方法。該方法基本原理是帶負電的μ子會衰變成電子或被吸收到原子核中。μ子衰變和被原子核吸收的競爭，使得μ子被原子捕獲時的表觀壽命會相應縮短，導致μ子表觀壽命小于2.2 μs；而C元素的表觀壽命為2.0 μs，Fe元素則為0.21 μs。當μ子照射到含有不同μ子壽命的試樣時，可通過測量壽命譜無損確定材料任意位置（深度）的元素組成。基于該原理，研究人員控制μ子入射能量將μ子停在由三種厚度為0.5 mm的鋼板組成的堆疊試樣的每一層之中，在不破壞試樣情況下成功測定出不同深度的碳含量，檢測下限為140 ppm（0.014%）。該方法不僅可用于含碳量分析，還可用于其它輕元素分析。

鋼鐵碳含量μ子檢測技術示意圖

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