量子磁力计能够检测和可视化铁磁材料中最微小的损伤。在航空航天技术或汽车工业中，它们可以帮助显着提高系统和材料的弹性和安全性。

量子磁力计在早期阶段检测最小的材料缺陷

这一结论是由最近完成的弗劳恩霍夫灯塔项目QMag的研究人员得出的。他们还研究了量子磁力计在生物医学、流量测量和芯片生产中的应用。

金属材料中的裂纹、沉淀或其他不规则性等结构缺陷会导致磁场的局部变化，可以使用磁力计进行非破坏性测试。量子磁力计比传统技术灵敏得多，甚至可以检测材料中微小的磁性变化。

QMag 项目经理兼董事 Rüdiger Quay 教授、博士表示：“在汽车和航空航天工程中，确保材料的可靠性和耐用性至关重要，但迄今为止使用的技术要么规模太大，要么无法用于工业领域。”弗劳恩霍夫应用固体物理研究所IAF。

在“量子磁力测量”(简称 QMag)项目中，弗劳恩霍夫研究人员研究并进一步开发了适用于特定工业应用的量子传感器。他们采用了两种互补的方法：一方面，他们使用光泵磁力计(OPM)，其特点是极高的磁场灵敏度，另一方面，他们使用基于氮空位(NV)的成像量子磁力计钻石中心具有极高的空间分辨率。

这两种技术都在室温下工作，适合工业应用。研究结果表明，即使材料疲劳尚不明显，量子磁力计也能检测到样品磁场的变化。

研究人员使用 OPM 测量铁磁材料样品在承受循环疲劳时磁场的变化。因此，他们证明量子磁力计比传统技术更早地检测到最小的材料缺陷。还可以缩短测量时间，这对于组件测试等工业过程中的使用非常重要。

在材料测试中，OPM 和 NV 磁力计可以以互补的方式使用：OPM 提供来自整个样品的动态信号，而 NV 磁力计可用于详细测量微米和纳米尺度上单个损伤的磁特性。

“在材料测试中，量子磁力计可以帮助在材料出现可识别的裂纹之前估计铁磁部件的故障。这在安全关键部件中发挥着特别重要的作用，”弗劳恩霍夫力学研究所研究员西蒙·菲利普博士说。材料 IWM。