《采声科技国博之行》：古韵珍宝遇上超声扫描显微镜，解锁尘封智慧

国博之行

一场国家博物馆之旅，带我跨越时空，从三皇五帝时期至最近的元明清，古人的智慧带给我强烈的冲击感。我“捕捉”原始部落遗留下的骨梭，它是后期纺织技术发展的开端；我“观测”青铜重器，感受古人焊接技艺巧夺天工，以精湛手法铸就坚固且精美的器具，虽无现代先进设备，却凭经验与巧思让金属完美融合，为今日复杂焊接工艺奠基；我“欣赏”历代陶瓷，恍惚间看到古人从选料到塑形、烧制，步骤间尽显古人匠心，控温调色之精准，孕育出传世名瓷，如今现代陶瓷产业仍汲取着传统智慧，早已不仅仅是观赏和盛载物件的玩意儿了。

古之金属焊接工艺品

穿梭在人群里，看到各个展位映射的光打在每一件精湛的展品上，散发着古人的智慧的气息，每一件展品下都一个传奇故事。

令我印象深刻的展品是“青铜冰鉴”它堪称现代家用电器“冰箱”。早在周代，中国就已有冰窖用于储藏冬季取出的冰块，《诗经》中 “二之日凿冰冲冲，三之日纳于凌阴” 描述的就是这一现象。而青铜冰鉴的出现，是古人在利用冰块降温保鲜基础上，结合青铜铸造技术发展而来的，战国时期的青铜冰鉴被认为是世界上最早的冰箱。

还有一件是镶金边白玉杯，让我想起学生时代所学，李白的 “金樽清酒斗十千” 完全可以联想到当时使用此杯共饮的主人，大概也是豪门望族吧！这件展品吸引我的就是它的成分，采用黄金和白玉焊接而成的，过程中技术水平要求极高，要控制好焊接温度、时间和焊接参数，避免出现焊接不牢、虚焊、漏焊或因过热导致白玉受损的情况。在一些贵族或文人雅士的生活中，镶金边白玉杯也可能被用作饮茶的器具，增添品茶时的高雅氛围和情趣。

古之陶瓷材料工艺品

以下展品就是历代陶瓷，保存至今色彩依旧明艳夺目，用作装饰和摆件等。

中国古代历史展品中，除了一些文人字画，绝大部分就是金属焊接制品和陶瓷制品，在拥有千年的历史背景下，是如何保存这么完整的，要知道古代是没有任何检测仪器设备的，我们的先辈在科技最不发达的阶段，竟创造出不计其数的瑰宝来。

古代金属焊接制品和陶瓷工艺品是如何判断质量的呢？

1.外观检查：肉眼看有无缝隙、孔洞、焊瘤，放大镜可发现细微裂纹，刮刀刮擦助于暴露杂质或氧化皮等掩盖的缺陷。

2.敲击检测：声音沉闷、沙哑或有杂音，可能存在虚焊、未焊透；感受震动异常，说明可能有焊接缺陷。

3.强度测试：直接拉力测试下焊接处断裂，或重物悬挂后出现变形、松动、断裂，都表明焊接强度不足。

4.渗透检测：水渗透法若发现漏水，油渗透法看到油迹渗出，均意味着焊接处有缝隙或孔洞。

5.质地方面：胎质有粗糙有颗粒感、含杂质、气孔或夹层等问题；透光性上，薄胎瓷透光不均匀、有暗影，普通陶瓷透光异常。

总结：得以看出，古代制品大部分都是从外观上辨别缺陷，而往往对内部情况一概不知，敲击检测也会存在人为主观因素，易造成误差。

大人：对此，元芳你怎么看？

元芳：大人，如今这科技发展可太惊人了！就说现代检测手段里的超声扫描显微镜，那真堪称神器。大人您想想，以前查看金属、陶瓷物件内部缺陷，靠肉眼和普通工具，纯粹是盲人摸象。

采声科技—超声扫描成像设备研发基地

现在有了它可就大不一样，甭管是复杂的铝合金、钛合金部件，还是精密的氮化铝陶瓷、陶瓷覆铜板，它一上阵，就像给物件开了 “透视眼”。超声精准穿透材料，啥裂缝、气孔、杂质等细微缺陷都无处遁形。并且它操作简便、检测快速，能迅速筛查大批产品，不耽误生产。有此神器助力，高科技合金与先进陶瓷制品的质量必然蹭蹭往上涨，咱这现代科技产业定能一路猛进呐。大人，您说它妙不妙？

大人：芳儿，“超声扫描显微镜”，听着颇为新奇，咱们这代人是out了。此物究竟为何方神器？有何独到之处，竟能在这诸多先进材料检测领域大显身手？你且与我细细说来。

1.超声扫描显微镜：（英文：Scanning Acoustic Microscope）简称超声SAM，是一种以水为耦合介质，即传播媒介；以声波作为探测信号，通过高频超声换能器接收到的反射和透射信号，利用特殊的软件构建出二维的C扫描图像的声学检测设备。

2.超声SAM原理：通过高频超声探头像被检材料发射超声波、超声波在材料中传播，当遇到材料内部的缺陷或界面时，部分能量会被反射回来，探头接收反射回来的超声波，并将其转换成电信号，经过软件数据处理可以得到一张高清的超声C-Scan图像。

3.检测缺陷：能够对各种材料和不同焊接工艺以及精密元器件内部缺陷、空洞、分层、夹杂、裂纹、焊接不良等进行检测。具体主要有涂层结合质量、内部焊接质量、轴套贴合质量、内孔钎着率质量、键合层质量、浸润性检测、靶材纯净度等。

（1）铝合金钎焊冷板内部焊接质量

采声科技超声C扫描图像

（2）服务器散热器接头质量

采声科技超声C扫描图像

（3）IGBT散热器焊接质量

采声科技超声C扫描图像

（4）氧化铝陶瓷材料内部质量

采声科技超声C扫描图像

4.超声设备操作流程：

水浸超声扫描显微镜主要利用C扫描模式对样品进行检测，为了确定扫描样品的表面和内部缺陷深度，首先使用A扫描信号波进行辅助调试，以下为C扫描检测流程。

（1）利用A扫描将超声换能器焦点聚焦在样品表面上，由B扫描得到纵向剖面图分析缺陷所在深度。

（2）在调整Z轴改变超声换能器的焦点位置，是超声换能器的焦点处于缺陷所在深度。

（3）将换能器调整至扫描样品左下方，设置X轴、Y轴扫描距离和扫描步进，根据A扫描图像设置数据闸门或同步闸门等参数。

（4）设置采样数据保存路径，开始进行扫描。

（5）最后等待扫描结束，调节colorbar，以便显示缺陷细节。见下图复合材料粘接质量，彩虹图缺陷显示更明显一些。

5.超声SAM品牌：

北京采声科技有限公司是一家专业从事无损检测设备、工业自动化系统的研发、生产与销售的企业，公司致力于成为技术顶尖、服务领先的无损检测系统及方案的提供商。公司坚持以丰富的经验、优质的产品、完善的服务来满足各类客户的需求。通过不断的跟踪国内外先进技术动态，加强新产品的研发工作。

自动化超声检测涵盖了水浸超声系统、喷水超声系统、空耦超声系统和显微超声系统；应用于主机厂（航空航天）大型板棒（管）材、航材零部件、复合材料、汽车轴套、新能源电池和电子芯片封装等领域；覆盖了实验室型、工业重载型、塔式结构、机械臂结构及非标定制类型，满足无损检测行业各类标准自动化检测的需求。

超声扫描显微镜它的名字有很多种，如超声SAM、超声SAT、超声C-SAM、水浸超声C扫描设备、超声波C扫描技术、声学扫描成像设备、水浸超声、水浸超声探伤，感兴趣可以去搜索，深入了解一下。