Akustiska emissionsegenskaper för sprickutbredning när temperatursensorn långsamt ändras.
När temperaturen hos PZT-material piezokeramer stiger och svalnar långsamt, visas den akustiska emissionen som orsakas av spricktillväxten orsakad av den interna termiska spänningen hos provet i figur 3. Uppvärmningshastigheten och kylningshastigheten är densamma, båda 5 ℃ / min, men kurvorna för räknehastigheten för akustiska emissioner detekteras ganska olika under uppvärmningsprocessen. När den värms upp har den akustiska emissionsräknehastighetskurvan en topp vid temperaturer på 500 ℃ och 250 till 300 ℃, men den är mycket liten jämfört med den akustiska emissionen som genereras under kylning; den maximala räknehastigheten för akustiska emissioner detekteras under kylning. Den är 400 gånger så hög som den värms upp, vilket når sitt maximala värde i temperaturområdet 500 ~ 600 ℃, och den har en hög densitet av akustisk emission. Därför sker spricktillväxt och -utbredning huvudsakligen under kylningsprocessen; under villkor av temperaturökning, även om termisk stress också kommer att genereras i provet på grund av termisk expansion, orsakar det inte ett stort antal mikrospricktillväxt.
När den värms upp till olika maximala temperaturer T max, och sedan långsamt kyls, visas de akustiska emissionsegenskaperna för mikrosprickutbredningsprocessen i figur 4. När Tmax <50 0 ℃ har den detekterade akustiska emissionssignalen en topp i temperaturområdet 1 80 ~ 2700 ℃ som huvudsakligen är koncentrerad till mikrosprickor och sprickor är koncentrerade runt den. 200 ℃, och därmed i detta temperaturintervall, väckte rika akustiska emissionssignaler, När Tmax = 80 ℃, flyttade den akustiska emissionssignalen uppenbarligen till högtemperaturområdet, och toppvärdet för den akustiska emissionsräknehastigheten dök upp i temperaturintervallet 500 ~ 600 ℃ som huvudsakligen var koncentrerad av mikrotillväxt och expansion. 500-600. ℃. Det kan också ses av figur 4 att ju större Tmax, desto starkare är den akustiska emissionssignalen.
När provet av lågfrekvent piezoelektrisk remsa långsamt kyls, orsakas mikrosprickor huvudsakligen av den termiska spänningen som orsakas av skillnaderna i de termiska expansionskoefficienterna för de olika faserna i porslinsämnet. Röntgendiffraktion och HF-metod användes för att kvantitativt analysera den piezokeramiska kristallkompositionen och glasfasinnehållet i provet. Resultaten visade att den piezokeramiska kristallen innehöll cirka 3,5 % av kvartskristallfasen (se tabellen på nästa sida). Kristallfasen i kvartskristallfasen omvandlas vid 5 70 ℃ respektive 1800-1270 ℃. Därför kommer den termiska expansionskoefficienten för kvartskristallfasen att förändras kraftigt runt dessa två temperaturer, vilket kommer att orsaka termisk stress. Toppen för den akustiska emissionssignalen som visas i figur 4 motsvarar dessa två temperaturområden för kvartskristallomvandling, vilket indikerar att i piezokristallomvandlingstemperaturområdet för kvarts kommer den termiska spänningen runt kvartspartiklarna att utvecklas för att orsaka en stor mängd sprickor, vilket stimulerar en rik akustisk emissionssignal. Den akustiska emissionskurvan återspeglar till fullo den dynamiska processen av mikrosprickbildning i provet under termisk stress. När temperaturen höjs till olika Tmax kommer mikrosprickorna som genereras under kylningsprocessen av porslinsämnet att läkas i olika grad. Ju högre Tmax, desto högre grad av mikrosprickläkning. När det svalnar bildas mikrosprickorna igen. Ju mer energi som frigörs, så den akustiska emissionssignalen från provet under kylning ökar med ökande Tmax.
4 Slutsats De akustiska emissionsegenskaperna hos keramiska material piezoskivgivare under termisk stress återspeglar processen för sprickutbredning och utbredning inuti materialet:
(1) Bildandet och tillväxten av emblemsprickor i korund-mullit keramiska material under termisk påkänning sker huvudsakligen under kylningsprocessen, och toppvärdet för den akustiska emissionsräknehastigheten under kylningsprocessen är cirka 400 gånger högre än under uppvärmningsprocessen. (2) När kornstorleken minskar, dämpas spridningen och fortplantningen av emblemsprickor i keramiska material som utsätts för termisk stress gradvis till ett mindre område. (3) Under härdningsförhållanden överensstämmer de akustiska emissionsegenskaperna för expansionen i stationärt tillstånd och instabilitetsutbredningen av emblemsprickan orsakad av termisk stress med hållfasthetsförändringstrenden för provet under termisk chock.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd är en professionell tillverkare av piezoelektrisk keramik och ultraljudsgivare, dedikerad till ultraljudsteknik och industriella tillämpningar.
