Language
PZT 圧電セラミックは、 金属などの他の材料にはない優れた高温耐性、耐摩耗性、耐食性を備えているという利点がありますが、圧電セラミック材料の耐熱衝撃性が低いという欠点は、その機能によって大きく制限されます。圧電セラミック材料は、熱衝撃による亀裂や破壊によって損傷します。熱衝撃は、熱応力による微小亀裂の成長と拡大によって引き起こされます。しかし、熱応力下での圧電セラミック材料の亀裂の成長を研究することは技術的に困難です。現時点では、これに関する報告はほとんどなく、特に熱応力の直接監視下での圧電セラミック材料の亀裂成長のダイナミクスは、プロセス範囲では確認されていません。
音響放射検出技術は、上記のトピックを研究するための新しい方法を提供します。アコースティックエミッションとは、外力や内部応力の影響により塑性変形や亀裂の形成・拡大が起こる際に、ひずみエネルギーが放出されて弾性波が発生する現象を指します。アコースティック エミッション イベントの発振信号は減衰した正弦波です。Vo はトランスデューサーの初期出力電圧です。 β は減衰定数です。 t は音響放射イベントの幅です。物質内部で発せられるアコースティックエミッションイベントによって発生するパルス数ηは、トランスデューサのVtを超えVo未満の範囲のピークの数となります。実際の試験条件では、ω、β、Vt は一定であるため、材料内部で発生するアコースティック エミッション イベントによって生成される η は、材料の応力緩和プロセス中に放出される Δ E の大きさを反映します。
脆性のある圧電セラミック材料の場合、亀裂伝播時のアコースティックエミッション強度は振幅が大きくノイズと区別しやすいため、アコースティックエミッションによる圧電セラミック材料の破壊過程の研究は非常に有効です。 SENBの曲げ試験に使用されたアコースティック・エミッション技術は、ピエゾ・セラミック材料によって熱的に損傷を受けます。この研究では、熱サイクルにおけるアコースティック エミッション技術を直接適用して、亀裂の成長と伝播の動的プロセスを正確に決定します。 PZT 材料の圧電ストリップ。 熱応力を受けた
この実験では、A1₂O₃ (約 77 質量%) が豊富なアルミナ - ムライト ピエゾ セラミック材料を使用します。試験片はΦ20mm×230mmの長い棒状円柱とし、両端を研削、研磨したものである。サンプルの中央部を加熱電気炉に入れ、音響放射型トランスデューサと接続するための一端に真空グリスを塗布し、クランプで固定した。電気炉の加熱および冷却速度は５℃／分に制御される。 AE-400B 4 チャンネル音響放射装置を使用して、熱応力下のサンプルの亀裂伝播信号を検出しました。プリアンプのゲインは40dB、メインアンプのダイナミックレンジは60dB、帯域幅は40～4.00Hzで、テストプロセスを図2に示します。
クエンチ試験は、Φ20mm×130mmのサンプルを炉に入れ、所定の温度まで昇温して0.hsに保持した後、アコースティックエミッショントランスデューサーを備えた20℃のオイルバス容器に入れます。サンプル冷却中の亀裂成長の音響放射信号。その時の身長差は、 ピエゾディスク圧電トランスデューサ を 30 cm の油浴に落とします。強度試験は、スパン120mm、荷重速度05.mm/minの3点曲げ法を使用します。
