Studie oor akoestiese emissie van kraakvoortplanting in piëzo-keramiekmateriale onder termiese spanning (1)

PZT piëzokeramiek het voordele dat ander materiale soos metaal nie uitstekende hoë temperatuur weerstand, slytasie weerstand en weerstand teen korrosie het nie, maar die nadeel van swak termiese skok weerstand van piëzo keramiek materiaal is baie beperk deur sy funksie. Piezo-keramiekmateriaal word beskadig as gevolg van krake en breuk wat veroorsaak word deur termiese skok, wat veroorsaak word deur die groei en uitbreiding van mikrokrake as gevolg van termiese spanning. Dit is egter tegnies moeilik om die kraakgroei van piëzo-keramiekmateriaal onder termiese spanning te bestudeer. Tans is daar min verslae hieroor, veral die dinamika van kraakgroei in piëzokeramiese materiale onder die direkte monitering van termiese spanning is nie deur prosesdekking gesien nie.

Akoestiese emissie-opsporingstegnologie bied 'n nuwe metode vir die bestudering van die bogenoemde onderwerpe. Akoestiese emissie verwys na die verskynsel dat elastiese golwe gegenereer word as gevolg van die vrystelling van vervormingsenergie wanneer plastiese vervorming of kraakvorming en uitsetting plaasvind onder die invloed van eksterne krag of interne spanning. Die ossillerende sein van 'n akoestiese emissiegebeurtenis is 'n gedempte sinusgolf, Vo ​​is die aanvanklike uitsetspanning van die transducer; β is die verswakkingskonstante; t is die breedte van die akoestiese emissiegebeurtenis. Die aantal pulse η wat gegenereer word deur 'n akoestiese emissiegebeurtenis wat binne die materiaal uitgereik word, is die aantal pieke in 'n reeks wat Vt oorskry, maar laer as Vo van die transducer. Vir 'n werklike toetstoestand is ω, β en Vt konstant, dus η gegenereer deur 'n akoestiese emissiegebeurtenis wat binne die materiaal uitgereik word, weerspieël die grootte van △ E vrygestel tydens die materiaal se spanningsverslappingsproses.

Vir bros piëzo-keramiekmateriale het die akoestiese emissie-intensiteit tydens kraakvoortplanting 'n hoë amplitude en is dit maklik om van geraas te onderskei, dus is dit baie effektief om die breukproses van piëzo-keramiekmateriaal deur akoestiese emissie te bestudeer. Gebruikte akoestiese emissietegnologie in die SENB-buigtoets van termies word deur piëzo-keramiekmateriaal beskadig. Hierdie werk pas die akoestiese emissietegnologie direk in die termiese siklus toe om die dinamiese proses van kraakgroei en voortplanting van PZT materiaal piëzo-elektriese strook onder termiese spanning.

Die eksperiment gebruik alumina-mulliet piëzo-keramiekmateriaal ryk aan A1₂O₃ (≈77% volgens massa). Die monster is 'n lang staafvormige silinder van Φ20 mmx 230 mm, en albei punte is geslyp en gepoleer. Die middelste deel van die monster is in 'n elektriese verhittingsoond geplaas, en een kant is bedek met vakuumvet om met die akoestiese emissie-omskakelaar te verbind en met 'n klem vasgemaak. Die verhitting en verkoeling tempo van die elektriese oond word beheer teen 5 ° C / min. Die AE-400B vier-kanaal akoestiese emissie-instrument is gebruik om die kraakvoortplantingssein van die monster onder termiese spanning op te spoor. Die wins van die voorversterker was 40dB, die dinamiese omvang van die hoofversterker was 60dB, en die bandwydte was 40 ~ 4. 0 0 Hz, die toetsproses word in Figuur 2 getoon.

Die blustoets word soos volg uitgevoer: Plaas die Φ20mm x 130mm monster in die oond, verhoog die temperatuur tot 'n voorafbepaalde temperatuur en hou dit op o.hs, en sit dit dan in 'n 20 ℃ oliebadhouer toegerus met 'n akoestiese emissie-omskakelaar. Akoestiese emissiesein van kraakgroei tydens die monsterverkoeling. Die hoogte verskil wanneer die piezo skyf piëzo-elektriese transducers is laat val in die olie bad was 30 cm. Die sterktetoets gebruik die driepuntbuigmetode met 'n spanwydte van 120mm en 'n laaitempo van 05.mm/min.