超声波仪器的分类

声纳

频率范围： 》500KHz

分辨率范围： m－cm

应用领域：航海测绘等

B-超

频率范围： 1 MHz

分辨率范围：cm－mm

应用领域：医疗诊断等

超声波探伤

频率范围: 100 KHz–15MHz

分辨率范围： 0.01- 5 mm

应用领域：工业探伤等

超声波显微镜

频率范围: 5–2000MHz

分辨率范围: 0.3-100μm

应用领域：电子工业等

超声波的传播方式

超声波与电磁波不同，是一种机械波，其传播的方式是通过介质中分子的振动进行

的，因此超声波的传播情况和介质具有非常大的关系，通常来说，介质的密度越大

超声波传播的速度越快，衰减也越低，在稀薄的空气中，超声波无法传播。

超声波根据其介质分子的振动方向和传播方向的不同，分为纵波和横波二种。

纵波

声波在纵向方向的传播, 出现在液体，气体和固体内

剪切波

声波在横向方向上的部分, 只出现在固体内

瑞利波

在物体表面上传播的声波, 只出现在固体内

兰姆波

声波沿薄形界面的传播, 只出现在固体内

所有介质具有不同的声阻抗，声阻抗参数代表了超声波在其介质中的传播能力，

材料的声阻抗 Z 和材料的密度 ρ 以及超声波的传播速度 v 成正比: Z = ρ · v

超声波检测的特点

? 无损检测

可做非破坏性的缺陷检测，是目前最常用的无损检测手段之一；

? 纵向(Z)方向具有高检测分辨本领对于 Z 方向的缺陷分辨率可以达到 nm 级水平(指

缺陷厚度)；

? 材料的力学性能检测

由于材料密度决定了声阻抗，因此可以通过高频超声检测得到材料密度的分布，从而推导出

应力场，裂纹变化趋势等材料的力学性能；

主要用途

  材料的密度及晶格组织分布

  材料内部的裂纹

  材料内部分层缺陷，夹杂物等

  材料的杂质颗粒，夹杂物，沉淀物等

  材料的空洞，气泡，间隙等

超声波显微镜和 X-光检测技术的比较

X-光检测适用于检测内部的结构性情况，比如 IC 集成电路内部的金线分布等，但并

不能检测芯片与基底之间粘接层的缺陷，超声波扫描显微镜主要适用与检测这些粘接层或其

他界面之前的缺陷。