Étude sur l'émission acoustique de la propagation des fissures dans les matériaux en céramique piézo sous contrainte thermique (1)

PZT PIEZOCÉRAMIQUEA les avantages que d'autres matériaux tels que le métal n'ont pas une excellente résistance à la température élevée, une résistance à l'usure et une résistance à la corrosion, mais l'inconvénient d'une mauvaise résistance aux chocs thermiques des matériaux en céramique piézo a considérablement limité par sa fonction. Les matériaux en céramique piézo sont endommagés en raison de la fissuration et de la fracture causées par un choc thermique, qui est causé par la croissance et l'expansion des microfissures dues à la contrainte thermique. Cependant, il est techniquement difficile d'étudier la croissance des fissures des matériaux céramiques piézo-piétiques sous stress thermique. À l'heure actuelle, il y a peu de rapports à ce sujet, en particulier la dynamique de la croissance des fissures dans les matériaux piézocéramiques sous la surveillance directe de la contrainte thermique n'a pas été observée par la couverture du processus.

La technologie de détection des émissions acoustiques fournit une nouvelle méthode pour l'étude des sujets abominants. L'émission acoustique fait référence au phénomène que des ondes élastiques sont générées en raison de la libération d'énergie de déformation lorsque la déformation plastique ou la formation de fissures et l'expansion se produisent sous l'influence de la force externe ou du stress interne. Le signal oscillant d'un événement d'émission acoustique est une onde de sinus amorti, VO est la tension de sortie initiale du transducteur; β est la constante d'atténuation; T est la largeur de l'événement d'émission acoustique. Le nombre d'impulsions η généré par un événement d'émission acoustique émis à l'intérieur du matériau est le nombre de pics dans une plage dépassant la VT, mais inférieure à la VO du transducteur. Pour une condition de test réelle, ω, β et VT sont constants, donc η généré par un événement d'émission acoustique émis à l'intérieur du matériau reflète l'ampleur de △ e libérée pendant le processus de relaxation du stress du matériau.

Pour les matériaux en céramique piézo casque, l'intensité des émissions acoustiques lors de la propagation des fissures a une amplitude élevée et est facile à distinguer du bruit, il est donc très efficace d'étudier le processus de fracture des matériaux céramiques piézo par émission acoustique. La technologie d'émission acoustique utilisée dans le test de flexion Senb de thermiquement est endommagée par les matériaux en céramique piézotique. Ce travail applique directement la technologie des émissions acoustiques dans le cycle thermique pour déterminer avec précision le processus dynamique de croissance des fissures et de propagation deBande piézoélectrique du matériau PZTsous contrainte thermique.

L'expérience utilise un matériau en céramique piézo-mullite en alumine riche en a1₂o₃ (≈77% par masse). L'échantillon est un cylindre long en forme de tige de φ20 m m x 230 mm, et les deux extrémités sont broyées et polies. La partie médiane de l'échantillon a été placée dans un four de chauffage électrique, et une extrémité a été recouverte de graisse sous vide pour se connecter avec le transducteur d'émission acoustique et fixée avec une pince. Le taux de chauffage et de refroidissement du four électrique est contrôlé à 5 ° C / min. L'instrument d'émission acoustique à quatre canaux AE-400B a été utilisé pour détecter le signal de propagation de fissure de l'échantillon sous contrainte thermique. Le gain du préamplificateur était de 40 dB, la plage dynamique de l'amplificateur principal était de 60 dB et la bande passante était de 40 ～ 4. 0 0 Hz, le processus de test est illustré à la figure 2.

Le test de trempe est effectué comme suit: Mettez l'échantillon φ20 mm x 130 mm dans le four, augmentant la température à une température de prédétermine et conservez-le à O.HS, puis mettez-le dans un récipient de bain d'huile de 20 ℃ équipé d'un transducteur d'émission acoustique . Signal d'émission acoustique de la croissance des fissures pendant le refroidissement de l'échantillon. La différence de hauteur lorsque letransducteurs piézoélectriques disquesont tombés dans le bain d'huile était de 30 cm. Le test de résistance utilise la méthode de flexion à trois points avec une portée de 120 mm et une vitesse de chargement de 05.mm/min.