本书介绍了电磁超声方法和技术及其在物理学研究和工业检测中的应用，对于电磁超声的非接触特性给予了特别的重视。本书首先论述了非接触式超声测量对于无损评价的重要意义、电磁超声检测技术发展简史和电磁超声共振（EMAR）技术的优势；然后分4个部分介绍了电磁超声传感器（EMAT）及电磁超声检测技术的原理和应用：第壹部分介绍了EMAT的换能机制、各种实用EMAT的结构形式和实用制作方法；第二部分介绍了基于EMAT的电磁超声共振（EMAR）技术，及如何用于声速和声衰减的准确测量；第三部分介绍了如何利用这些电磁超声技术在材料物理研究方面进行创新，如位错运动的原位监测、各向异性弹性常数的测定、压电材料的性能表征、超声共振显微术以及材料的声学非线性超声评价等；第四部分介绍了这些电磁超声技术在各种工业领域的应用，如钢板织构的在线监控、表面硬化层深度测量、钢中平均晶粒尺寸测量、各种工件（钢轨、钢管、过盈装配的组件、焊缝、螺栓）中的残余应力或工作应力测量、金属材料疲劳剩余寿命评估、腐蚀缺陷检测和蠕变损伤检测等，最后还介绍了一些电磁超声技术的现场应用。本书内容丰富，涉及面广。著述注重理论联系实际，概念清楚、系统性强，公式推导简洁，理论分析适度，且深入浅出、易于理解。本书可供无损检测工程技术人员、材料科学与工程科研人员以及大专院校、科研院所有关师生参考。

译者序
原书第2版前言
原书第1版前言
第1章 引言：非接触超声测量
1.1 接触式和非接触式超声测量
1.2 电磁超声技术（EMAT）发展简史
1.3 电磁超声共振——EMAR
第一部分 电磁超声技术进展
第2章 耦合机理
2.1 背景
2.2 激励机理
2.2.1 控制方程
2.2.2 动态磁场
2.2.3 洛伦兹力
2.2.4 磁化力
2.2.5 磁致伸缩力
2.3 接收机理
2.4 与实际测量对比
2.4.1 SH板波
2.4.2 剪切波
第3章 实用电磁超声传感器
3.1 体波电磁超声传感器
3.2 线材和管棒材纵模导波电磁超声传感器
3.3 PPM型电磁超声传感器
3.4 沿管材轴向传播的扭转模态导波电磁超声传感器
3.5 回折线圈SH波电磁超声传感器
3.6 线性调频脉冲压缩SH波电磁超声传感器
3.7 轴向剪切波电磁超声传感器
3.8 螺栓头中的共振型SH波电磁超声传感器
3.9 瑞利波电磁超声传感器
3.10 线聚焦和点聚焦电磁超声传感器
3.11 拘束型扭转模态电磁超声传感器
3.12 高温测量用电磁超声传感器
3.13 用于压电材料的天线式激励技术
第4章 电磁超声传感器制作简介
4.1 线圈
4.2 磁体
4.3 阻抗匹配
4.3.1 L型匹配网络
4.3.2 电压升压比
4.3.3 例1：回折线圈电磁超声传感器
4.3.4 例2：螺旋线圈体波电磁超声传感器
第二部分 EMAT-EMAR共振谱
第5章 EMAR频谱响应原理
5.1 共振测厚
5.2 用模拟式超外差方法测频谱
5.3 共振频率和相位角的确定方法
第6章 自由衰减法测量衰减和内耗
6.1 衰减测量的难点
6.2 超声衰减的分离
6.3 衰减系数的测量
6.4 衍射损耗的修正
6.4.1 EMAT体波辐射的衍射现象
6.4.2 共振态下的修正
6.5 与常规技术的比较
第三部分 声学物理研究
第7章 位错运动的原位监测
7.1 低频下位错衰减模型
7.2 铜的弹塑性变形
7.3 铝中点缺陷向位错扩散
7.3.1 应力作用下的点缺陷扩散
7.3.2 点缺陷扩散的激活能
7.4 铝锌合金弹性变形后的位错衰减
7.5 铝的回复与再结晶
第8章 优选材料的弹性常数和内耗
8.1 EMAR共振超声频谱的模态控制
8.1.1 模态识别的难点
8.1.2 模态选择原理
8.2 Cij和Qij-1的反演运算
8.3 单晶铜
8.4 金属基复合材料（SiCf/Ti-6Al-4V）
8.4.1 测量各向异性复合材料Cij的难点
8.4.2 正交叠层复合材料和单向复合材料
8.4.3 室温下的Cij和Qij-1
8.4.4 微观力学模型
8.4.5 单根SiC纤维的弹性常数
8.4.6 高温EMAR
8.5 钛在hcp-bcc相变过程中的高温弹性常数
8.6 莲藕型泡沫多孔铜
8.7 镍基高温合金
8.8 薄膜
8.8.1 薄膜的各向异性
8.8.2 层状复合板的厚度共振
8.8.3 层状复合长方体形试样的自由谐振
8.8.4 Ni-P 非晶合金薄膜
8.9 高温下压电材料共振测量
8.9.1 硅酸镓镧（La3Ga5SiO14）
8.9.2 α型石英
8.9.3 氮化镓中载流子的声子辅助跃迁传导
第9章 共振超声显微术
9.1 局部弹性刚度
9.2 激振器的隔离
9.3 振动分析
9.4 杨氏模量成像
9.5 便携式杨氏模量检测仪
第10章 显微组织演变非线性超声表征
10.1 非线性弹性
10.2 二次谐波激励
10.3 共线式三波相互作用
10.4 非线性超声共振谱
第四部分 工业应用
第11章 钢板织构在线监控
11.1 多晶金属的织构
11.2 织构与声速各向异性的数学表达式
11.3 取向分布系数ODCs与r值之间的关系
11.4 采用磁致伸缩型电磁超声传感器在线监控
第12章 声弹法应力测量
12.1 高阶弹性
12.2 固体的声弹性响应
12.3 双折射声弹性
12.4 EMAR实际应力测量
12.4.1 铁路钢轨轴向应力
12.4.2 钢管中的弯曲应力
12.4.3 过盈装配圆盘中的残余应力
12.4.4 焊缝中的残余应力
12.4.5 薄板中的二维应力场
12.5 螺栓轴向应力测量
12.5.1 沿螺栓传播的剪切波声弹性
12.5.2 纵波/剪切波组合声速比
12.5.3 螺栓头中的SH波共振
第13章 感应硬化层深度测量
13.1 表面层改性的探测
13.2 轴向剪切波共振
13.3 线性扰动模式
13.4 反演评估硬化层深度
第14章 缺陷检测和腐蚀检测
14.1 输气管线检测
14.1.1 PPM型EMAT线扫描检测技术
14.1.2 SH模态的色散关系
14.1.3 测量结果解读
14.2 SH模态在斜坡型缺陷边缘的全反射
14.3 沿管子方向的扭转模态导波缺陷检测
14.4 线聚焦和点聚焦EMAT检测背面缺陷
14.4.1 线聚焦EMAT检测槽状缺陷
14.4.2 点聚焦EMAT检测背面缺陷
第15章 钢中平均晶粒尺寸的测量
15.1 晶粒对超声波的散射
15.2 四次幂定律
15.3 钢材试样与晶粒大小分布
15.4 晶粒尺寸评价
第16章 金属材料疲劳剩余寿命评估
16.1 疲劳与超声测量
16.2 铜的单向拉伸疲劳
16.3 低碳钢旋转弯曲疲劳
16.3.1 试样准备与测量方法
16.3.2 衰减峰
16.3.3 非线性峰
16.3.4 显微组织观察
16.3.5 第1次非线性峰的产生机理
16.3.6 衰减峰的形成机理及第2次非线性峰的形成机理
16.3.7 间断式疲劳对测量的影响
16.4 低碳钢拉-压式疲劳
第17章 蠕变损伤检测
17.1 金属的老化
17.2 蠕变与位错衰减
17.3 常见的衰减峰
第18章 电磁超声检测技术的现场应用
18.1 电磁超声检测技术现场应用方面值得纪念的工作
18.2 火车轮裂纹检测
18.3 火车轮残余应力
18.4 高温钢材测量
18.4.1 高温下声速的变化
18.4.2 厚板连续铸造时的凝固壳厚度测量
18.5 热态无缝钢管壁厚测量
18.6 热交换器管腐蚀检测
18.7 在线焊接检验
18.7.1 相控阵SH波EMAT
18.7.2 激光-EMAT集成检测系统
参考文献