Tecnulugia di misurazione di spessore à ultrasoni
1. Bisogni di lithiumbatteriaelettrodu misurazione di u rivestimentu nettu
L'elettrodu di batteria à u litiu hè cumpostu da un cullettore, un rivestimentu nantu à a superficia A è B. L'uniformità di u spessore di u rivestimentu hè u parametru di cuntrollu principale di l'elettrodu di batteria à u litiu, chì hà un impattu criticu nantu à a sicurezza, e prestazioni è u costu di a batteria à u litiu. Dunque, ci sò esigenze elevate per l'attrezzatura di prova durante u prucessu di pruduzzione di batterie à u litiu.
2. Metudu di trasmissione di raggi X scuntràinga capacità limite
Dacheng Precision hè un fornitore internaziunale di punta di suluzioni di misurazione sistematica di l'elettrodi. Cù più di 10 anni di ricerca è sviluppu, hà una seria di apparecchiature di misurazione di alta precisione è alta stabilità, cum'è u calibru di densità areale à raggi X/β, u calibru di spessore laser, u calibru integratu di spessore CDM è di densità areale, ecc., chì sò capaci di ottene un monitoraghju in linea di l'indici core di l'elettrodu di batteria à ioni di litiu, cumprese a quantità netta di rivestimentu, u spessore, u spessore di l'area di diradamentu è a densità areale.
Inoltre, Dacheng Precision face ancu cambiamenti in a tecnulugia di i testi non distruttivi, è hà lanciatu un misuratore di densità areale Super X-Ray basatu annantu à i detectori di semiconduttori à statu solidu è un misuratore di spessore infrarossu basatu annantu à u principiu di l'assorbimentu spettrale infrarossu. U spessore di i materiali organici pò esse misuratu accuratamente, è a precisione hè megliu cà l'equipaggiamenti impurtati.
Figura 1 Calibru di densità areale Super X-Ray
3.Ultrasoniutspessoremmisurazionettecnulugia
Dacheng Precision hè sempre stata impegnata in a ricerca è u sviluppu di tecnulugie innovative. In più di e soluzioni di test non distruttivi sopra menzionate, sviluppa ancu una tecnulugia di misurazione di u spessore à ultrasoni. In paragone cù altre soluzioni d'ispezione, a misurazione di u spessore à ultrasoni hà e seguenti caratteristiche.
3.1 Principiu di misurazione di spessore ultrasonicu
U misuratore di spessore à ultrasoni misura u spessore basatu annantu à u principiu di u metudu di riflessione di l'impulsu ultrasonicu. Quandu l'impulsu ultrasonicu emessu da a sonda passa per l'ughjettu misuratu per ghjunghje à l'interfacce di u materiale, l'onda d'impulsu hè riflessa torna à a sonda. U spessore di l'ughjettu misuratu pò esse determinatu misurendu accuratamente u tempu di propagazione ultrasonica.
H=1/2*(V*t)
Quasi tutti i prudutti fatti di metallu, plastica, materiali cumposti, ceramica, vetru, fibra di vetru o gomma ponu esse misurati in questu modu, è pò esse largamente adupratu in u petroliu, a chimica, a metallurgia, a custruzzione navale, l'aviazione, l'aerospaziale è altri campi.
3.2Avantaghjidi tèmisurazione di spessore ultrasonica
A suluzione tradiziunale adotta u metudu di trasmissione di raggi per misurà a quantità tutale di rivestimentu è dopu usa a sottrazione per calculà u valore di a quantità netta di rivestimentu di l'elettrodu di a batteria à u litiu. Mentre chì u calibru di spessore à ultrasoni pò misurà direttamente u valore per via di u principiu di misurazione differente.
①L'onda ultrasonica hà una forte penetrabilità per via di a so lunghezza d'onda più corta, è hè applicabile à una vasta gamma di materiali.
② U fasciu di sonu ultrasonicu pò esse cuncintratu in una direzzione specifica, è viaghja in linea retta attraversu u mediu, cù una bona direttività.
③ Ùn ci hè bisognu di preoccupassi di a questione di sicurezza perchè ùn hà micca radiazioni.
Tuttavia, malgradu u fattu chì a misurazione di u spessore à ultrasoni hà tali vantaghji, paragunatu à parechje tecnulugie di misurazione di u spessore chì Dacheng Precision hà digià messu nantu à u mercatu, l'applicazione di a misurazione di u spessore à ultrasoni hà alcune limitazioni cum'è seguita.
3.3 Limitazioni d'applicazione di a misurazione di u spessore ultrasonicu
①Trasduttore ultrasonicu: u trasduttore ultrasonicu, vale à dì a sonda ultrasonica citata sopra, hè u cumpunente principale di i calibri di prova ultrasonica, chì hè capace di trasmette è riceve onde impulsive. I so indicatori principali di frequenza di travagliu è precisione di timing determinanu a precisione di a misurazione di u spessore. L'attuale trasduttore ultrasonicu di alta gamma dipende sempre da l'impurtazioni da l'esteru, chì i prezzi sò cari.
② Uniformità di u materiale: cum'è mintuvatu in i principii basi, l'ultrasoni saranu riflessi nantu à l'interfacce di u materiale. A riflessione hè causata da cambiamenti bruschi in l'impedenza acustica, è l'uniformità di l'impedenza acustica hè determinata da l'uniformità di u materiale. Se u materiale da misurà ùn hè micca uniforme, u signale d'ecu pruducerà assai rumore, affettendu i risultati di a misurazione.
③ Rugosità: a rugosità di a superficia di l'ughjettu misuratu pruvucarà un eco riflessu bassu, o ancu l'impossibilità di riceve u signale d'ecu;
④Temperatura: l'essenza di l'ultrasoni hè chì a vibrazione meccanica di e particelle di u mediu si propaga in forma d'onde, chì ùn ponu esse separate da l'interazzione di e particelle di u mediu. A manifestazione macroscopica di u muvimentu termicu di e particelle di u mediu stesse hè a temperatura, è u muvimentu termicu influenzerà naturalmente l'interazzione trà e particelle di u mediu. Cusì a temperatura hà un grande impattu nantu à i risultati di a misurazione.
Per a misurazione di spessore ultrasonica cunvinziunale basata annantu à u principiu di l'ecu d'impulsi, a temperatura di a manu di e persone influenzerà a temperatura di a sonda, purtendu cusì à a deriva di u puntu zero di u calibru.
⑤Stabilità: l'onda sonora hè a vibrazione meccanica di e particelle di u mediu in forma di propagazione d'onda. Hè suscettibile à l'interferenze esterne, è u signale raccoltu ùn hè micca stabile.
⑥Mezzu d'accoppiamentu: l'ultrasoni s'attenuanu in l'aria, mentre chì si ponu propagà bè in i liquidi è i solidi. Per riceve megliu u signale d'ecu, un mezu d'accoppiamentu liquidu hè generalmente aghjuntu trà a sonda ultrasonica è l'ughjettu misuratu, ciò chì ùn hè micca favurevule à u sviluppu di un prugramma d'ispezione automatizatu in linea.
Altri fattori, cum'è l'inversione di fase ultrasonica o a distorsione, a curvatura, a conicità o l'eccentricità di a superficia di l'ughjettu misuratu influenzeranu i risultati di a misurazione.
Si pò vede chì a misurazione di u spessore à ultrasoni hà parechji vantaghji. Tuttavia, attualmente ùn pò esse paragunata cù altri metudi di misurazione di u spessore per via di e so limitazioni.
3.4UPrugressu di a ricerca nantu à a misurazione di u spessore ultrasonicudiDachengPricisione
Dacheng Precision hè sempre stata impegnata in a ricerca è u sviluppu. In u campu di a misurazione di u spessore à ultrasoni, hà ancu fattu qualchì prugressu. Alcuni di i risultati di a ricerca sò mostrati quì sottu.
3.4.1 Cundizioni sperimentali
L'anodu hè fissu nantu à a tavula di travagliu, è a sonda ultrasonica d'alta frequenza sviluppata da sè hè aduprata per a misurazione à puntu fissu.
Figura 2 Misurazione di spessore ultrasonica
3.4.2 Dati sperimentali
I dati sperimentali sò presentati in forma di A-scan è B-scan. In l'A-scan, l'asse X rapprisenta u tempu di trasmissione ultrasonica è l'asse Y rapprisenta l'intensità di l'onda riflessa. U B-scan mostra una maghjina bidimensionale di u prufilu parallelu à a direzzione di propagazione di a velocità di u sonu è perpendiculare à a superficia misurata di l'ughjettu sottu prova.
Da l'A-scan, si pò vede chì l'amplitude di l'onda d'impulsu restituita à a junzione di a grafite è di a lamina di rame hè significativamente più alta chè quella di l'altre forme d'onda. U spessore di u rivestimentu di grafite pò esse ottenutu calculendu u percorsu acusticu di l'onda ultrasonica in u mediu di grafite.
Un totale di 5 volte di dati sò stati testati in duie pusizioni, Point1 è Point2, è u percorsu acusticu di a grafite à Point1 era 0,0340 us, è u percorsu acusticu di a grafite à Point2 era 0,0300 us, cù una alta precisione di ripetibilità.
Figura 3 Segnale A-scan
Figura 4 Imagine B-scan
Fig.1 X=450, imagine B-scan di u pianu YZ
Puntu 1 X=450 Y=110
Percorsu acusticu: 0,0340 us
Spessore: 0,0340 (us) * 3950 (m / s) / 2 = 67,15 (μm)
Puntu2 X=450 Y=145
Percorsu acusticu: 0,0300us
Spessore: 0,0300 (us) * 3950 (m / s) / 2 = 59,25 (μm)
Figura 5 Imagine di prova à dui punti
4. Sriassuntudi lithiumbatteriaelettrodu tecnulugia di misurazione di u rivestimentu nettu
A tecnulugia di prova à ultrasoni, cum'è unu di i mezi impurtanti di a tecnulugia di prova non distruttiva, furnisce un metudu efficace è universale per valutà a microstruttura è e proprietà meccaniche di i materiali solidi, è rilevà e so micro è macro discontinuità. Di fronte à a dumanda di misurazione automatizata in linea di a quantità netta di rivestimentu di l'elettrodu di batteria à litiu, u metudu di trasmissione di raggi hà sempre un vantaghju più grande attualmente per via di e caratteristiche di l'ultrasoni stessi è di i prublemi tecnichi da risolve.
Dacheng Precision, cum'è espertu in a misurazione di l'elettrodi, cuntinuerà à realizà una ricerca approfondita è u sviluppu di tecnulugie innovative, cumprese a tecnulugia di misurazione di u spessore à ultrasoni, cuntribuendu à u sviluppu è à e scoperte di i testi non distruttivi!
Data di publicazione: 21 di settembre di u 2023
