Измерение Акустического Излучения во время Microindentation используя Тестер Microindentation (MHT) от Аппаратур CSM

Покрытые Темы

Введение
Что Акустическое Излучение
Преимущества Приобретать Акустический Сигнал Во Время Microindentation
Заключение

Введение

Большинств общие измерения microindentation и в системах большого части и тонкого фильма фокусируют на определении твердости и модуле пластичности материала. Однако, в много материальных систем, скачкообразност в отношении нагрузк-глубины можно часто наблюдать, специально в материалах где отказ фильма, деламинация, движение вывихивания или изменение участка могут произойти. Характеризация некоторых физических явлений используя акустическое излучение может обеспечить точное в-situ измерении как величины, так и типа случая.

Предыдущие изучения на поведении акустического излучения во время вмятия разнообразие материалов показывали что скорость на которой случай происходит можно сопоставить к типу случая что вело к акустическому отпуску энергии. В Виду Того Что microindentation причиняет дискретное, локализованные случаи, способность определить каждый физический случай и сопоставить их к акустическому поведению позволяют прямому сравнению между случаем и индивидуальной подписью акустического излучения.

Что Акустическое Излучение

Акустическое излучение неожиданный отпуск энергии упругости в акустические волны которые перемещают через материал. Традиционно, такие волны были отделены в 2 типа поведения: излучение и сплошное излучение взрыва. Излучение взрыва дискретный пакет волн связанных с одиночным случаем, тогда как сплошное излучение клонит быть аггломерацией много малых interlinked случаев. Тестер Microindentation Аппаратур CSM (MHT) включает датчик акустического излучения работая с частотой 150 КГц над динамическим диапазоном dB 65 с амплификацией до 200,000x. Такая широкая динамическая характеристика позволяет датчик разрешить акустические случаи в большинств машиностроительных материалах подвергано к оборудованному вмятию над прикладной нагруженной областью 0,01 до N. 30. Датчик установлен сразу на снабжении жилищем индентера для того чтобы уменьшить потери и свой сигнал приобретен одновременно с сигналами нагрузки и глубины дать полное изображение сжимающего случая трещиноватости.

Преимущества Приобретать Акустический Сигнал Во Время Microindentation

Одно из определенных преимуществ приобретать акустический сигнал во время microindentation что оно указывает когда акустический случай фактически происходит во время эксперимента. FIG. 1 показывает ряд примеров акустических подписей для microindentations сделанных на вафле Si с индентером Vickers. В каждом случае, хрупкая трещиноватость (трескать) происходила во время нагружая части только. Это интересное замечание потому что трескать может иногда также произойти во время разгржая участка в некоторых материалах. В этих 8 примерах, максимальная нагрузка (15 N) была поддержана в каждом случае, только тариф нагрузки была поменяна над N/min. ряда 1 до 250 для того чтобы расследовать влияние тарифа нагрузки на суровости трескать.

Показана Диаграмма 1. Типичные подписи акустического излучения для microindentations сделанных на вафле Si с прикладной нагрузкой 15 тарифов Нагрузки N. 1, 10, 20, 40, 100, 150, 200 и 250 N/min.

Ее можно ясно увидеть что самый быстрый тариф нагрузки приводит к в самый строгий наблюдаемый трескать, обоим от уровня акустического сигнала и последующей оптически микроскопии остаточного вмятия. Пример прогрессивного multicycle нагрузки на вафле Si показан в FIG. 2. Это подтверждает что трескать происходит только во время нагружая части даже если материал прогрессивно fatigued путем увеличивать прикладную нагрузку через 5 шагов. Трещиноватость в хрупких материалах обычно значительноее когда нагрузка прогрессивно прикладной чем если одиночная нагрузк-разгржает цикл (к такой же максимальной нагрузке) была прикладной.

Диаграмма 2. Прогрессивный multicycle нагрузки (5 циклов над рядом 1 до 10 N) с индентером Vickers на вафле Si. Акустический сигнал подтверждает трескать во время нагружая части каждого цикла.

Это потому что больше энергии направляется в материал в бывшем случае. В некоторые случаи, последующие акустические взрывы могут быть сильне чем первоначально взрыв, и время между взрывами гораздо большле чем время в которое звуковая война может переместить через образец. Это водит к заключению что множественные наблюдаемые случаи нет просто отражений акустических волн, но индивидуальные случаи. Оно должен также быть вспомнен что только фракция акустическая энергия выбрана вверх детектором, и только фракция выпущенная энергия упругости преобразована к акустической энергии. Даже если сигнал ограничен шириной полосы частот используемого датчика, способность приехать на полуколичественное измерение прочности случая делает им умоляющий метод анализа.

На Диаграмму 3 показано акустическую подпись для microindentation на фильме Titanium Нитрида тонком µm толщины 3. Опять, главным образом акустические случаи наблюдаются во время участка нагрузки и соответствуя трескать наблюдается вокруг остаточного отпечатка. В случае покрытия, акустический сигнал может дать индикацию скрепленной прочности между покрытием и субстратом: если покрытие бедно скреплено, то меньшяя энергия может быть выпущена во время деламинации.

Диаграмма 3. Акустическая подпись для microindentation с прикладной нагрузкой 10 N на Titanium покрытии (TiN) Нитрида (µm толщины 3) на стальном субстрате.

В Виду Того Что энергию упругости выпущенную во время деламинации покрытия можно количественно измерить (от кривого нагрузк-глубины) смогло быть возможно откалибрировать выход энергии, котор дали датчика к выпущенной энергии упругости.

Заключение

Во всяком случае, измерение акустического излучения показывает большой посыл для показывать отношение между физическими явлениями и соответствуя сигналом акустического излучения. Такая возможность измерения будет полинять некоторый свет на величине случая хрупкого излома так же, как точного момента когда она была начата.

Источник: Аппаратуры CSM

Для больше информации на этом источнике пожалуйста посетите Аппаратуры CSM

Date Added: Jan 15, 2010 | Updated: Dec 2, 2014

Last Update: 9. December 2014 19:58

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit