Studie zur akustischen Emission der Rissausbreitung in Piezo -Keramikmaterialien unter thermischem Stress (1)

PZT Piezoceramichat Vorteile, dass andere Materialien wie Metall keine hervorragende Hochtemperaturwiderstand, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit haben, aber der Nachteil der schlechten thermischen Schockwiderstand von Piezo -Keramikmaterialien hat durch seine Funktion stark eingeschränkt. Piezo -Keramikmaterialien werden aufgrund von Rissen und Frakturen beschädigt, die durch thermischen Schock verursacht werden, was durch das Wachstum und die Ausdehnung von Mikrorissen aufgrund von thermischer Belastung verursacht wird. Es ist jedoch technisch schwierig, das Risswachstum von Piezo -Keramikmaterialien unter thermischem Stress zu untersuchen. Gegenwärtig gibt es nur wenige Berichte darüber, insbesondere die Dynamik des Risswachstums in piezoceramischen Materialien unter der direkten Überwachung von Wärmespannungen wurden durch Prozessabdeckung nicht beobachtet.

Die Akustikemissionserkennungstechnologie bietet eine neue Methode für die Untersuchung der abwickelten Themen. Die akustische Emission bezieht sich auf das Phänomen, dass elastische Wellen aufgrund der Freisetzung von Dehnungssenergie erzeugt werden, wenn plastische Verformungen oder Rissbildung und -ausdehnung unter dem Einfluss von äußerer Kraft oder innerer Spannung auftreten. Das oszillierende Signal eines akustischen Emissionsereignisses ist eine gedämpfte Sinuswelle, VO ist die anfängliche Ausgangsspannung des Wandlers; β ist die Dämpfungskonstante; T ist die Breite des Akustikemissionsereignisses. Die Anzahl der Impulse η, die durch ein im Material ausgegebenes Akustikemissionsereignis erzeugt werden, ist die Anzahl der Peaks in einem Bereich, der VT überschreitet, jedoch niedriger als VO des Wandlers. Für eine tatsächliche Testbedingung sind ω, β und VT konstant, so dass η, das durch ein im Material ausgestelltes akustisches Emissionsereignis erzeugt wird, die Größe der während des Spannungserziehung des Materials freigegebenen △ e widerspiegelt.

Für spröde Piezo -Keramikmaterialien hat die akustische Emissionsintensität während der Rissausbreitung eine hohe Amplitude und ist leicht von Rauschen zu unterscheiden. Daher ist es sehr effektiv, den Frakturprozess von Piezo -Keramikmaterialien durch akustische Emission zu untersuchen. Die verwendete Akustikemissionstechnologie im Senben -Biegemittest von Thermal wird durch Piezo -Keramikmaterialien beschädigt. Diese Arbeit wendet direkt die akustische Emissionstechnologie im Wärmezyklus an, um den dynamischen Prozess des Risswachstums und der Ausbreitung von genau zu bestimmenPZT -Material Piezoelektrischer Streifenunter thermischem Stress.

Das Experiment verwendet Aluminiumoxid-Mullit-Piezo-Keramikmaterial, das reich an A1₂o₃ (~ 77% durch Masse) ist. Die Probe ist ein langer stabförmiger Zylinder von φ20 m m x 230 mm, und beide Enden sind gemahlen und poliert. Der mittlere Teil der Probe wurde in einen Elektroofen für Heizung gelegt und ein Ende mit Vakuumfett beschichtet, um mit dem Schallkopf der akustischen Emission verbunden und mit einer Klemme fixiert zu werden. Die Heiz- und Kühlrate des Elektroofens wird bei 5 ° C / min gesteuert. Das AE-400B Vierkanal-Akustikemissionsinstrument wurde verwendet, um das Crack-Ausbreitungssignal der Probe unter thermischer Spannung zu erfassen. Die Verstärkung des Vorverstärkers betrug 40 dB, der Dynamikbereich des Hauptverstärkers betrug 60 dB und die Bandbreite 40 ～ 4. 0 Hz, der Testprozess ist in Abbildung 2 dargestellt.

Der Quench -Test wird wie folgt durchgeführt: Legen Sie die φ20mm x 130 -mm -Probe in den Ofen, erhöhen . Akustisches Emissionssignal für das Risswachstum während der Probenkühlung. Der Höhenunterschied, wenn derPiezo -Scheibe Piezoelektrische Wandlerwerden in das Ölbad 30 cm fallen gelassen. Der Festigkeitstest verwendet die Dreipunkt-Biegemethode mit einer Spannweite von 120 mm und einer Ladegeschwindigkeit von 05.mm/min.