Étude sur l'émission acoustique de la propagation des fissures dans les matériaux en céramique piézo sous contrainte thermique (2)

Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2020-03-02 origine:Propulsé

enquête

Caractéristiques des émissions acoustiques de la propagation des fissures lorsque le capteur de température change lentement.

À mesure que la température de la piézocéramique du matériau PZT augmente et se refroidit lentement, l'émission acoustique causée par la croissance des fissures causée par la contrainte thermique interne de l'échantillon est représentée dans la figure 3. Le taux de chauffage et le taux de refroidissement sont les mêmes, les deux 5 ℃ / min , mais les courbes de taux de comptage des émissions acoustiques sont détectées pendant les processus de chauffage et de refroidissement sont assez différentes. Lorsqu'il est chauffé, la courbe de vitesse des émissions acoustiques a un pic à des températures de 500 ℃ et 250 à 300 ℃, mais elle est très petite par rapport à l'émission acoustique générée pendant le refroidissement; Le taux de nombre maximal d'émission acoustique est détecté pendant le refroidissement. Il est 400 fois plus élevé que chauffé, ce qui atteint sa valeur maximale dans la plage de température de 500 ～ 600 ℃, et il a une densité élevée d'émission acoustique. Par conséquent, la croissance et la propagation des fissures se produisent principalement pendant le processus de refroidissement; Dans l'état d'augmentation de la température, bien que la contrainte thermique soit également générée dans l'échantillon en raison de l'expansion thermique, elle ne provoque pas un grand nombre de micro-fissures.

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Lorsqu'il est chauffé à différentes températures maximales t max, puis refroidies lentement, les caractéristiques d'émission acoustique du processus de propagation de la microcasse sont illustrées à la figure 4. Lorsque Tmax <50 0 ℃, le signal d'émission acoustique détecté a un pic dans la plage de température de 1 80 ~ 2700 ℃, cela indique que la croissance et l'expansion des microfissures sont principalement concentrées autour de 200 ℃, et donc dans cette plage de température, suscitant de riches signaux d'émission acoustique, lorsque tmax = 80 ℃, le signal d'émission acoustique est évidemment déplacé vers La région à haute température et la valeur de crête du taux de nombre d'émissions acoustiques sont apparues dans la plage de température de 500 ~ 600 ℃, ce qui indique que la croissance et l'expansion des microfissures étaient principalement concentrées à 500-600. ℃. On peut également voir à partir de la figure 4 que plus le Tmax est grand, plus le signal d'émission acoustique est fort.

Lorsque l'échantillon de la bande piézoélectrique basse fréquence est lentement refroidi, les microfissures sont principalement causées par la contrainte thermique causée par les différences dans les coefficients de dilatation thermique des différentes phases de la billette en porcelaine. La diffraction des rayons X et la méthode HF ont été utilisées pour analyser quantitativement la composition en cristal céramique piézo et la teneur en phase de verre de l'échantillon. Les résultats ont montré que le cristal en céramique piézo contenait environ 3,5% de la phase de cristal de quartz (voir le tableau à la page suivante). La phase cristalline de la phase cristalline de quartz est transformée à 5 70 ℃ et 1800-1270 ℃, respectivement. Par conséquent, le coefficient de dilatation thermique de la phase cristalline de quartz changera considérablement autour de ces deux températures, ce qui entraînera la contrainte thermique. Le pic du signal d'émission acoustique illustré à la figure 4 correspond à ces deux plages de température de transformation de cristal de quartz, ce qui indique que dans la plage de température de transformation de cristal piézo du quartz, la contrainte thermique autour des particules de quartz se développera pour provoquer une grande quantité de quantité de quantité de quartz fissures, qui stimulent un riche signal d'émission acoustique. La courbe d'émission acoustique reflète entièrement le processus dynamique de la formation de la microclations dans l'échantillon sous contrainte thermique. Lorsque la température est augmentée à différents TMAX, les micro-cracks générés pendant le processus de refroidissement de la billette en porcelaine seront guéris à différents degrés. Plus le TMAX est élevé, plus le degré de guérison des micro-cracks est élevé. Quand se refroidit, les micro-cracks se forment à nouveau. Plus l'énergie est libérée, donc le signal d'émission acoustique de l'échantillon pendant le refroidissement augmente avec l'augmentation du TMAX.

4. Conclusion
Les caractéristiques des émissions acoustiques du transducteur du disque piézo en céramique sous contrainte thermique reflètent le processus de propagation et de propagation des fissures à l'intérieur du matériau:

(1) La formation et la croissance des fissures d'emblèmes dans les matériaux céramiques de Corundum-Mullite sous contrainte thermique se produisent principalement pendant le processus de refroidissement, et la valeur maximale du taux de décompte des émissions acoustiques pendant le processus de refroidissement est d'environ 400 fois celle pendant le processus de chauffage.
(2) Lorsque la taille des grains diminue, la propagation et la propagation des fissures d'emblèmes dans les matériaux en céramique soumise à une contrainte thermique sont progressivement supprimées à une gamme plus petite.
(3) Dans des conditions de trempe, les caractéristiques des émissions acoustiques de l'expansion en régime permanent et la propagation d'instabilité de la fissure de l'emblème causée par la contrainte thermique sont cohérentes avec la tendance du changement de résistance de l'échantillon sous choc thermique.