Staidéar ar Astaíocht Fuaimiúil Iomadú Crack in Ábhair Piezo Ceirmeacha faoi Strus Teirmeach (1)

Tá buntáistí ag PZT piezoceramic nach bhfuil friotaíocht ardteochta den scoth, friotaíocht caitheamh agus friotaíocht creimeadh ag ábhair eile cosúil le miotail, ach tá an míbhuntáiste a bhaineann le droch-fhriotaíocht turraing teirmeach ábhair ceirmeacha piezo teoranta go mór ag a fheidhm. Déantar damáiste d'ábhair ceirmeacha Piezo mar gheall ar scoilteadh agus briseadh de bharr turraing teirmeach, rud a tharlaíonn mar gheall ar fhás agus leathnú microcracks de bharr strus teirmeach. Mar sin féin, tá sé deacair go teicniúil staidéar a dhéanamh ar fhás crack na n-ábhar ceirmeacha piezo faoi strus teirmeach. Faoi láthair, is beag tuairiscí faoi seo, go háirithe nach bhfuil clúdach próisis le feiceáil ar dhinimic an fhás crack in ábhair piezoceramic faoi mhonatóireacht dhíreach ar strus teirmeach.

Soláthraíonn teicneolaíocht braite astaíochtaí fuaimiúla modh nua chun staidéar a dhéanamh ar na hábhair thuas. Tagraíonn astú fuaimiúil don fheiniméan go ngintear tonnta leaisteacha mar gheall ar scaoileadh fuinnimh brú nuair a tharlaíonn dífhoirmiúchán plaisteach nó foirmiú crack agus leathnú faoi thionchar fórsa seachtrach nó strus inmheánach. Is é an comhartha ascalach d'imeacht astaíochta fuaimiúla ná sine wave tais, is é Vo voltas aschuir tosaigh an trasducer; Is é β an tairiseach tanúcháin; Is é t leithead an imeachta astaithe fuaimiúla. Is é an líon bíoga η a ghintear trí imeacht astaithe fuaimiúil a eisítear taobh istigh den ábhar ná líon na mbuaiceanna i raon níos mó ná Vt, ach níos ísle ná Vo an trasduchtóra. I gcás riocht tástála iarbhír, tá ω, β, agus Vt tairiseach, agus mar sin léiríonn η a ghintear trí imeacht astaithe fuaimiúla a eisíodh taobh istigh den ábhar an méid △ E a scaoiltear le linn phróiseas scíthe strus an ábhair.

Maidir le hábhair ceirmeacha piezo brittle, tá aimplitiúid ard ag an déine astaíochta fuaimiúil le linn iomadú crack agus is furasta idirdhealú a dhéanamh idir torann, agus mar sin tá sé an-éifeachtach staidéar a dhéanamh ar phróiseas briste na n-ábhar ceirmeach piezo trí astú fuaimiúil. Déanann ábhair ceirmeacha piezo damáiste don teicneolaíocht astaithe fuaimiúil a úsáidtear i dtástáil lúbthachta SENB ar theirmigh. Baineann an obair seo go díreach leis an teicneolaíocht astaithe fuaimiúla sa timthriall teirmeach chun próiseas dinimiciúil fás crack agus iomadú na gcrannchur a chinneadh go cruinn. Stiall piezoelectric ábhar PZT faoi strus teirmeach.

Úsáideann an turgnamh ábhar ceirmeach piezo alúmana-illite atá saibhir i A1₂O₃ (≈77% de réir maise). Is é an t-eiseamal sorcóir fada slat-chruthach de Φ20 mmx 230 mm, agus tá an dá chríoch talamh agus snasta. Cuireadh an chuid lár den sampla i bhfoirnéis téimh leictreach, agus brataíodh foirceann amháin le ramhar bhfolús chun nascadh leis an trasducer astaithe fuaimiúil agus seasta le clamp. Déantar ráta téimh agus fuaraithe na foirnéise leictreacha a rialú ag 5 ° C / min. Baineadh úsáid as an ionstraim astaíochta fuaimiúla ceithre-chainéil AE-400B chun comhartha iomadú crack an tsampla a bhrath faoi strus teirmeach. Ba é gnóthachan an réamhaimplitheoir ná 40dB, ba é 60dB raon dinimiciúil an phríomh-aimplitheoir, agus ba é an bandaleithead 40 ～ 4. 0 0 Hz, taispeántar an próiseas tástála i bhFíor 2.

Déantar an tástáil quench mar seo a leanas: Cuir an sampla Φ20mm x 130mm sa foirnéis, an teocht a ardú go dtí teocht réamhshocraithe agus é a choinneáil ag o.hs, agus ansin é a chur i gcoimeádán folctha ola 20 ℃ atá feistithe le trasducer astaithe fuaimiúil. Comhartha astaithe fuaimiúla d'fhás crack le linn an fhuaraithe sampla. An difríocht airde nuair a bheidh an diosca piezo trasducers piezoelectric a thit isteach sa dabhach ola a bhí 30 cm. Úsáideann an tástáil neart an modh lúbthachta trí phointe le réise 120mm agus ráta luchtaithe 05.mm/min.