“看不见的手”，超声波显微镜在新兴领域的突破与潜力

太阳能电池板为新能源一个典型应用。制造过程中光学不可见的异常和缺陷会降低太阳能电池板的质量，典型缺陷有裂纹、分层或气孔。需要使用超声波扫描显微镜进行成像和分析，减少缺陷的产生。硅电池与粘接硅电池的基底间界面声学图像，图像中点状物即为气孔缺陷。近年来，各大新能源汽车厂商将热管理系统的性能作为重点研发内容，核心部件水冷板的焊接质量直接关系到新能源汽车的可靠性与安全性。

超声波扫描显微镜利用高频超声换能器将脉冲超声送 入工件样品，当超声波通过被测工件时，会在不同材料间 对结合面产生反射以及透射，如液体与固体的结合面、固 体与气体结合面、金属与塑料之间的结合面及固体材料内 部缺陷 （如分层、孔洞、裂纹、夹杂等）会造成较大的振 幅回波。超声波换能器接收反射波转换成电信号传给计算 机，计算机系统准确辨识和提取反射回波信号。经过图像 化处理，可对工件内部精准扫描成像。

新能源汽车的电池冷却系统主要包括电池、电池冷却器和水冷板等重要部件。常用电池用钎焊水冷结构主要有两种：水冷板结构和直冷板结构。这两种结构的水冷板主要焊接工艺完成，因此，除去考虑材料本身强度和产品的耐腐蚀能力以外，更多的是对于焊接质量的保证。

Hiwave 国产超声扫描显微镜水冷板检测图

超声C扫描声学成像技术有几个核心技术的关键；即承载电信号与高频超声信号相互转换的“压电材料”又称超声换能器，负责信号采集和处理的中央处理器“CPU”，以及搭配一套高精度的运控系统。早些年我们造出一台这样的超声波C扫描成像系统是极其不容易的，高精度的超声扫描显微镜设备更是依赖进口。

随着国家对高端仪器的研制的 政策支持，会加快超声波扫描显微镜的国产化研制工 作。目前，国内生产的低频的超声扫描显微镜的硬件主要采用 国外的关键组部件进行集成。核心技术未掌握，是限制国 内超声波扫描显微镜发展的最大因素。因此，突破关键技 术和国产化替代研制，是国内超声波扫描显微镜发展前进 的方向和未来。