据外媒Science Daily 报道，日前，美国能源部橡树岭国家实验室科学家使用红外热像仪测定工作材料的热图，揭示材料本身的热性能和亚表层结构。这是一种全新的研究方法。

    橡树岭国家实验室使用红外热像仪对附加的制造工艺进行成像，希望可以更好的理解工艺条件是如何影响3D 打印各个部件的强度、残留应力以及其微观结构的。这一最新应用基于的红外热像仪的这一专业技术已经发展了数十年，有助于科学地理解那些有前景的技术的发展。

    1995 年，美国能源部橡树岭国家实验室牵头的长纤维陶瓷复合材料项目，购置了除军方之外的第一台高速红外热像仪。橡树岭国家实验室的研究员RalphDinwiddie 使用这一新的红外热像仪，帮助致密轻量陶瓷复合材料的开发人员研究这些材料导热性能有多好，并用得到的信息来优化制造工艺。

    从那之后，橡树岭国家实验室又购置了至少10 台红外热像仪，用于一系列其他项目之中。不管是齿轮，还是艺术品，都可以用这些红外热像仪来映射温度随热量在物体内流动如何变化。

    对于1995 年购置的这台红外热像仪，研究员Ralph Dinwiddie 说：“一开始，我们打算使用这台红外热像仪测量复合材料的热扩散率图。这样我们就能测量组分性能，研究工艺条件如何影响这些性能的变化。”

    那时的热模型不足以据原始材料的性能来预测复合材料的导热系数。RalphDinwiddie 认为，这是因为材料在加工过程中暴露在高温或高压环境中，其性能会发生变化。热像仪就成为了研究陶瓷基复合材料的一种新方法，陶瓷基复合材料的生产过程是先将陶瓷纤维用一层保护涂层包裹起来，之后再嵌入陶瓷基。

    Ralph Dinwiddie 说：“加工之后各组分性能的数据，有助于为未来的复合材料更好地建模。”

    长纤维陶瓷复合材料项目研发的材料在发电用的地面燃气轮机上得到了应用，于1999 年在美国马萨诸塞州莫尔登工厂开始运营。这是全美国所有工业热量和电气设备中排放量最低的。

    橡树岭国家实验室长纤维陶瓷复合材料项目技术主管Rick Lowden 称RalphDinwiddie 的红外热像仪是他们做的一项“最好的投资”。Ralph Dinwiddie 和他的同事们进一步使用红外热像仪在不损坏样品的条件下探测材料表层下的裂纹。这样的无损检测可以揭露很多问题，如老龄飞机隐藏的腐蚀问题，管道焊接存在缺陷，材料内部深处出现小孔，压层复合材料的隔离层内部深处出现孔隙等等。据了解，1998 年时，RalphDinwiddie 就曾据一张老龄飞机发动机整流罩的热图，看出其亚表面腐蚀严重。

    很快，政府、学术界以及工业各方面的研究人员都向橡树岭国家实验室送去各种附加材料，进行红外线成像。他们通过高温材料实验室用户项目，就可以找到Ralph Dinwiddie 的红外热像仪。

    这意味着，各公司可以使用这些专业技术和设备，他们可以利用这些资源加速对科学工程的理解，提高自身在全球的竞争力。

    在一个项目中，Ralph Dinwiddie 曾说：“和福特科学研究实验室合作，我们证明了使用红外热像仪可以捕捉到制动盘在测功计试验过程中的动作，我们可以依此绘制出温度图，展示在刹车过程中热点是如何发展和移动的。性能绘图、温度绘图、无损检测、微观的温度测量以及工艺监测就这样结合在一起，极大地扩大了各领域对于热像仪服务的需求，将衍生出一系列的应用。”