Nyheter

Du er her: Hjem / Nyheter / Studie om akustisk utslipp av sprekkforplantning i piezokeramiske materialer under termisk stress (2)

Studie om akustisk utslipp av sprekkforplantning i piezokeramiske materialer under termisk stress (2)

Visninger: 0 Forfatter: Nettstedredaktør Publiseringstid: 2020-03-02 Opprinnelse: nettsted

Spørre

Akustiske emisjonsegenskaper for sprekkforplantning når temperatursensoren endres sakte.

Som temperaturen på PZT-materiale piezokeramikk stiger og avkjøles sakte, den akustiske emisjonen forårsaket av sprekkveksten forårsaket av den interne termiske spenningen til prøven er vist i figur 3. Oppvarmingshastigheten og kjølehastigheten er den samme, begge 5 ℃ / min, men kurvene for tellehastighet for akustiske utslipp blir oppdaget under oppvarmings- og avkjølingsprosessene. Når den varmes opp, har kurven for tellehastighet for akustiske utslipp en topp ved temperaturer på 500 ℃ og 250 til 300 ℃, men den er veldig liten sammenlignet med den akustiske emisjonen som genereres under kjøling; den maksimale tellehastigheten for akustiske utslipp oppdages under kjøling. Den er 400 ganger så høy som den er oppvarmet, som når sin maksimale verdi i temperaturområdet 500 ~ 600 ℃, og den har en høy tetthet av akustisk emisjon. Derfor skjer sprekkveksten og forplantningen hovedsakelig under kjøleprosessen; under betingelse av temperaturøkning, selv om termisk stress også vil genereres i prøven på grunn av termisk ekspansjon, forårsaker det ikke et stort antall mikrosprekker.

JQ7`QQQVEPXR%M3R_WL8VOJ

_)PFWX_OV`CB(I5JLV0LFI

Når den varmes opp til forskjellige maksimale temperaturer T max, og deretter sakte avkjøles, er de akustiske emisjonsegenskapene til mikrosprekkeforplantningsprosessen vist i figur 4. Når Tmax <50 0 ℃, har det detekterte akustiske emisjonssignalet en topp i temperaturområdet 1 80 ~ 2700 ℃ som hovedsakelig er i ekspansjon av mikrosprekker, 200 ℃, og dermed i dette temperaturområdet, vekker rike akustiske emisjonssignaler, Når Tmax = 80 ℃, flyttet det akustiske emisjonssignalet seg åpenbart til høytemperaturområdet, og toppverdien av telleraten for akustisk utslipp dukket opp i temperaturområdet 500 ~ 600 ℃ som hovedsakelig var konsentrert med mikrovekst og ekspansjon. 500-600. ℃. Det kan også ses av figur 4 at jo større Tmax, desto sterkere er det akustiske emisjonssignalet.

Når prøven av lavfrekvent piezoelektrisk stripe avkjøles sakte, mikrosprekker er hovedsakelig forårsaket av den termiske spenningen forårsaket av forskjellene i de termiske ekspansjonskoeffisientene til de forskjellige fasene i porselensstykket. Røntgendiffraksjon og HF-metode ble brukt for å kvantitativt analysere den piezokeramiske krystallsammensetningen og glassfaseinnholdet i prøven. Resultatene viste at den piezokeramiske krystallen inneholdt ca. 3,5 % av kvartskrystallfasen (se tabellen på neste side). Krystallfasen til kvartskrystallfasen transformeres ved henholdsvis 5 70 ℃ og 1800-1270 ℃. Derfor vil den termiske ekspansjonskoeffisienten til kvartskrystallfasen endre seg mye rundt disse to temperaturene, noe som vil forårsake termisk stress. Toppen av det akustiske emisjonssignalet vist i figur 4 tilsvarer disse to temperaturområdene for kvartskrystalltransformasjon, noe som indikerer at i piezokrystalltransformasjonstemperaturområdet til kvarts vil den termiske spenningen rundt kvartspartiklene utvikle seg til å forårsake en stor mengde sprekker, som stimulerer et rikt akustisk emisjonssignal. Den akustiske emisjonskurven reflekterer fullt ut den dynamiske prosessen med mikrosprekkedannelse i prøven under termisk stress. Når temperaturen heves til forskjellig Tmax, vil mikrosprekkene som dannes under kjøleprosessen til porselensstykket, gro i ulik grad. Jo høyere Tmax, desto større grad av mikrosprekkeheling. Når det avkjøles, dannes mikrosprekkene igjen. Jo mer energi som frigjøres, så det akustiske emisjonssignalet til prøven under avkjøling øker med økende Tmax.

4 Konklusjon
De akustiske emisjonsegenskapene til keramiske materialer piezo-skivetransduser under termisk spenning gjenspeiler prosessen med sprekkforplantning og forplantning inne i materialet:

(1) Dannelsen og veksten av emblemsprekker i korund-mullitt keramiske materialer under termisk spenning skjer hovedsakelig under kjøleprosessen, og toppverdien av tellehastigheten for akustisk utslipp under kjøleprosessen er omtrent 400 ganger den under oppvarmingsprosessen.

(2) Når kornstørrelsen avtar, blir forplantningen og forplantningen av emblemsprekker i keramiske materialer utsatt for termisk stress gradvis undertrykt til et mindre område.

(3) Under bråkjølingsforhold er de akustiske emisjonsegenskapene til ekspansjonen i jevn tilstand og ustabilitetsutbredelsen av emblemsprekken forårsaket av termisk spenning i samsvar med styrkeendringstrenden til prøven under termisk sjokk.