थर्मल तनाव के तहत पीजो सिरेमिक सामग्री में दरार प्रसार के ध्वनिक उत्सर्जन पर अध्ययन (1)

पीजेडटी पीज़ोसेरेमिक के फायदे यह हैं कि धातु जैसी अन्य सामग्रियों में उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध नहीं होते हैं, लेकिन पीज़ो सिरेमिक सामग्रियों के खराब थर्मल शॉक प्रतिरोध का नुकसान इसके कार्य से काफी सीमित है। पीजो सिरेमिक सामग्री थर्मल शॉक के कारण होने वाली दरार और फ्रैक्चर के कारण क्षतिग्रस्त हो जाती है, जो थर्मल तनाव के कारण माइक्रोक्रैक की वृद्धि और विस्तार के कारण होता है। हालाँकि, थर्मल तनाव के तहत पीज़ो सिरेमिक सामग्रियों की दरार वृद्धि का अध्ययन करना तकनीकी रूप से कठिन है। वर्तमान में, इसके बारे में कुछ रिपोर्टें हैं, विशेष रूप से थर्मल तनाव की प्रत्यक्ष निगरानी के तहत पीज़ोसेरेमिक सामग्रियों में दरार वृद्धि की गतिशीलता को प्रक्रिया कवरेज द्वारा नहीं देखा गया है।

ध्वनिक उत्सर्जन पहचान तकनीक उपरोक्त विषयों के अध्ययन के लिए एक नई विधि प्रदान करती है। ध्वनिक उत्सर्जन इस घटना को संदर्भित करता है कि जब बाहरी बल या आंतरिक तनाव के प्रभाव में प्लास्टिक विरूपण या दरार का निर्माण और विस्तार होता है, तो तनाव ऊर्जा की रिहाई के कारण लोचदार तरंगें उत्पन्न होती हैं। ध्वनिक उत्सर्जन घटना का दोलन संकेत एक नम साइन लहर है, वीओ ट्रांसड्यूसर का प्रारंभिक आउटपुट वोल्टेज है; β क्षीणन स्थिरांक है; t ध्वनिक उत्सर्जन घटना की चौड़ाई है। सामग्री के अंदर जारी एक ध्वनिक उत्सर्जन घटना द्वारा उत्पन्न दालों की संख्या η वीटी से अधिक, लेकिन ट्रांसड्यूसर के वीओ से कम की सीमा में चोटियों की संख्या है। वास्तविक परीक्षण स्थिति के लिए, ω, β, और Vt स्थिर हैं, इसलिए सामग्री के अंदर जारी एक ध्वनिक उत्सर्जन घटना द्वारा उत्पन्न η सामग्री की तनाव विश्राम प्रक्रिया के दौरान जारी △ ई के परिमाण को दर्शाता है।

भंगुर पीजो सिरेमिक सामग्रियों के लिए, दरार प्रसार के दौरान ध्वनिक उत्सर्जन तीव्रता में एक उच्च आयाम होता है और इसे शोर से अलग करना आसान होता है, इसलिए ध्वनिक उत्सर्जन द्वारा पीजो सिरेमिक सामग्रियों की फ्रैक्चर प्रक्रिया का अध्ययन करना बहुत प्रभावी होता है। थर्मली के एसईएनबी बेंडिंग परीक्षण में प्रयुक्त ध्वनिक उत्सर्जन तकनीक पीजो सिरेमिक सामग्री से क्षतिग्रस्त हो गई है। यह कार्य क्रैक वृद्धि और प्रसार की गतिशील प्रक्रिया को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए थर्मल चक्र में ध्वनिक उत्सर्जन तकनीक को सीधे लागू करता है पीजेडटी सामग्री पीजोइलेक्ट्रिक स्ट्रिप । थर्मल तनाव के तहत

प्रयोग में A1₂O₃ (द्रव्यमान के हिसाब से ≈77%) से भरपूर एल्युमिना-मुलाइट पीजो सिरेमिक सामग्री का उपयोग किया गया है। नमूना Φ20 mmx 230 मिमी का एक लंबा रॉड के आकार का सिलेंडर है, और दोनों सिरों को पीसकर पॉलिश किया गया है। नमूने के मध्य भाग को एक हीटिंग इलेक्ट्रिक भट्ठी में रखा गया था, और एक छोर को ध्वनिक उत्सर्जन ट्रांसड्यूसर से जोड़ने के लिए वैक्यूम ग्रीस के साथ लेपित किया गया था और एक क्लैंप के साथ तय किया गया था। विद्युत भट्टी की ताप और शीतलन दर 5°C/मिनट पर नियंत्रित की जाती है। थर्मल तनाव के तहत नमूने के दरार प्रसार संकेत का पता लगाने के लिए AE-400B चार-चैनल ध्वनिक उत्सर्जन उपकरण का उपयोग किया गया था। प्रीएम्प्लीफायर का लाभ 40dB था, मुख्य एम्पलीफायर की गतिशील रेंज 60dB थी, और बैंडविड्थ 40 ~ 4. 0 0 हर्ट्ज थी, परीक्षण प्रक्रिया चित्र 2 में दिखाई गई है।

शमन परीक्षण निम्नानुसार किया जाता है: भट्ठी में Φ20 मिमी x 130 मिमी नमूना डालें, तापमान को पूर्व निर्धारित तापमान तक बढ़ाएं और इसे ओ.एच.एस. पर रखें, और फिर इसे एक ध्वनिक उत्सर्जन ट्रांसड्यूसर से सुसज्जित 20 ℃ तेल स्नान कंटेनर में डालें। नमूना ठंडा करने के दौरान दरार वृद्धि का ध्वनिक उत्सर्जन संकेत। ऊंचाई में अंतर जब पीजो डिस्क पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर को तेल स्नान में 30 सेमी तक गिराया जाता है। शक्ति परीक्षण 120 मिमी की अवधि और 05. मिमी/मिनट की लोडिंग दर के साथ तीन-बिंदु झुकने की विधि का उपयोग करता है।