Estudo sobre emissão acústica de propagação de crack em materiais cerâmicos de piezo sob estresse térmico (1)

Pzt piezocerâmicoTem vantagens que outros materiais como o metal não têm excelente resistência à alta temperatura, resistência ao desgaste e resistência à corrosão, mas a desvantagem da baixa resistência de choque térmico de materiais cerâmicos piezo tem muito limitada por sua função. Os materiais cerâmicos de piezo são danificados devido a rachaduras e fraturas causadas por choque térmico, que é causada pelo crescimento e expansão dos mictrocracos devido ao estresse térmico. No entanto, é tecnicamente difícil estudar o crescimento de crack de materiais cerâmicos piezo sob estresse térmico. Atualmente, há poucos relatos sobre isso, especialmente a dinâmica do crescimento de crack em materiais piezocerâmicos sob o monitoramento direto do estresse térmico não foi visto pela cobertura do processo.

A tecnologia de detecção de emissão acústica fornece um novo método para o estudo dos tópicos de aboming. A emissão acústica refere-se ao fenômeno que as ondas elásticas são geradas devido à liberação de energia de estirpe quando a deformação plástica ou a formação de crack e expansão ocorrem sob a influência da força externa ou estresse interno. O sinal oscilante de um evento de emissão acústica é uma onda senoidal amortecida, VO é a tensão inicial de saída do transdutor; β é a constante de atenuação; T é a largura do evento de emissão acústica. O número de pulsos η gerado por um evento de emissão acústica emitido dentro do material é o número de picos em uma gama superior a VT, mas menor que VO do transdutor. Para uma condição de teste real, Ω, Ω, β e vt são constantes, portanto, gerado por um evento de emissão acústica emitido dentro do material reflete a magnitude de △ e liberado durante o processo de relaxamento do estresse do material.

Para materiais cerâmicos de piezo frágeis, a intensidade de emissão acústica durante a propagação de crack tem uma amplitude alta e é fácil de distinguir do ruído, por isso é muito eficaz estudar o processo de fratura de materiais cerâmicos piezo por emissão acústica. A tecnologia de emissão acústica usada no teste de flexão de Senb de termicamente é danificada por materiais cerâmicos piezo. Este trabalho aplica diretamente a tecnologia de emissão acústica no ciclo térmico para determinar com precisão o processo dinâmico de crescimento e propagação deFaixa piezoelétrica de material PZTsob estresse térmico.

O experimento usa material cerâmico de alumina-mullite piezo rico em A1₂O₃ (≈77% por massa). O espécime é um cilindro longo em forma de vara de φ20 m x 230 mm, e ambas as extremidades são moídas e polidas. A parte média da amostra foi colocada em um forno elétrico de aquecimento, e uma extremidade foi revestida com graxa a vácuo para se conectar com o transdutor de emissão acústica e fixado com um grampo. A taxa de aquecimento e resfriamento do forno elétrico é controlada a 5 ° C / min. O instrumento de emissão acústica de quatro canais AE-400B foi utilizado para detectar o sinal de propagação de fissura da amostra sob estresse térmico. O ganho do pré-amplificador foi 40dB, a faixa dinâmica do amplificador principal foi de 60dB, e a largura de banda foi de 40 ~ 4. 0 0 Hz, o processo de teste é mostrado na Figura 2.

O teste de Quench é executado da seguinte forma: Coloque a amostra de φ20mm x 130mm no forno, elevando a temperatura para uma temperatura predetermine e mantenha-a em O.HS, e depois colocá-lo em um recipiente de banho de óleo de 20 ℃ equipado com um transdutor de emissão acústica . Sinal de emissão acústica do crescimento da crack durante o resfriamento da amostra. A diferença de altura quando oTransdutores piezoelétricos de disco piezosão descartados no banho de óleo foi de 30 cm. O teste de força usa o método de flexão de três pontos com um período de 120 mm e uma taxa de carregamento de 05.mm/min.