Kajian tentang Pelepasan Akustik Pembiakan Retak dalam Bahan Seramik Piezo di bawah Tekanan Terma (1)

PZT piezoceramic mempunyai kelebihan bahawa bahan lain seperti logam tidak mempunyai rintangan suhu tinggi yang sangat baik, rintangan haus dan rintangan kakisan, tetapi kelemahan rintangan kejutan haba yang lemah bagi bahan seramik piezo sangat terhad oleh fungsinya. Bahan seramik Piezo rosak akibat keretakan dan patah yang disebabkan oleh kejutan haba, yang disebabkan oleh pertumbuhan dan pengembangan retakan mikro akibat tekanan haba. Walau bagaimanapun, secara teknikalnya sukar untuk mengkaji pertumbuhan retak bahan seramik piezo di bawah tekanan haba. Pada masa ini, terdapat beberapa laporan mengenai perkara ini, terutamanya dinamik pertumbuhan retak dalam bahan piezoceramic di bawah pemantauan langsung tegasan haba tidak dilihat oleh liputan proses.

Teknologi pengesanan pelepasan akustik menyediakan kaedah baharu untuk mengkaji topik di atas. Pelepasan akustik merujuk kepada fenomena bahawa gelombang elastik terhasil akibat pembebasan tenaga terikan apabila ubah bentuk plastik atau pembentukan retak dan pengembangan berlaku di bawah pengaruh daya luaran atau tegasan dalaman. Isyarat berayun bagi peristiwa pelepasan akustik ialah gelombang sinus yang dilembapkan, Vo ialah voltan keluaran awal transduser; β ialah pemalar pengecilan; t ialah lebar peristiwa pancaran akustik. Bilangan denyutan η yang dijana oleh peristiwa pelepasan akustik yang dikeluarkan di dalam bahan ialah bilangan puncak dalam julat melebihi Vt, tetapi lebih rendah daripada Vo transduser. Untuk keadaan ujian sebenar, ω, β, dan Vt adalah malar, jadi η yang dihasilkan oleh peristiwa pelepasan akustik yang dikeluarkan di dalam bahan mencerminkan magnitud △ E yang dilepaskan semasa proses kelonggaran tekanan bahan.

Untuk bahan seramik piezo rapuh, keamatan pelepasan akustik semasa perambatan retak mempunyai amplitud yang tinggi dan mudah dibezakan daripada bunyi, jadi sangat berkesan untuk mengkaji proses patah bahan seramik piezo oleh pelepasan akustik. Teknologi pelepasan akustik terpakai dalam ujian lenturan SENB secara terma rosak oleh bahan seramik piezo. Kerja ini secara langsung menggunakan teknologi pelepasan akustik dalam kitaran haba untuk menentukan dengan tepat proses dinamik pertumbuhan retak dan penyebaran Jalur piezoelektrik bahan PZT di bawah tegasan haba.

Percubaan menggunakan bahan seramik piezo alumina-mullite yang kaya dengan A1₂O₃ (≈77% mengikut jisim). Spesimen ialah silinder berbentuk rod panjang Φ20 mmx 230 mm, dan kedua-dua hujungnya dikisar dan digilap. Bahagian tengah sampel diletakkan di dalam relau elektrik pemanas, dan satu hujung disalut dengan gris vakum untuk menyambung dengan transduser pelepasan akustik dan dipasang dengan pengapit. Kadar pemanasan dan penyejukan relau elektrik dikawal pada 5 ° C / min. Instrumen pelepasan akustik empat saluran AE-400B telah digunakan untuk mengesan isyarat perambatan retak sampel di bawah tegasan haba. Keuntungan prapenguat ialah 40dB, julat dinamik penguat utama ialah 60dB, dan lebar jalur ialah 40 ～ 4. 0 0 Hz, proses ujian ditunjukkan dalam Rajah 2.

Ujian pelindapkejutan dilakukan seperti berikut: Masukkan sampel Φ20mm x 130mm ke dalam relau, naikkan suhu kepada suhu yang telah ditetapkan dan simpan pada o.hs, dan kemudian masukkan ke dalam bekas mandi minyak 20 ℃ yang dilengkapi dengan transduser pelepasan akustik. Isyarat pelepasan akustik pertumbuhan retak semasa penyejukan sampel. Perbezaan ketinggian apabila cakera piezo transduser piezoelektrik dijatuhkan ke dalam mandi minyak adalah 30 cm. Ujian kekuatan menggunakan kaedah lenturan tiga mata dengan rentang 120mm dan kadar muatan 05.mm/min.