声发射的评定在使用 Microindentation 测试人员 (MHT) 的 Microindentation 时从 CSM 仪器

包括的事宜

简介
什么是声发射
获取听觉信号的好处在 Microindentation 时
结论

简介

在批量项目货签和薄膜系统的多数公用 microindentation 评定着重材料的坚硬和弹性模数的确定。 然而,在许多物质系统,在负荷深度关系的间断性特别是在影片故障、分层法、脱臼移动或者相变可能发生了的材料可能经常被观察。 某些物理现象的描述特性使用声发射的可能提供活动的大小和类型的一个准确原地评定。

关于声发射工作情况的早先研究在各种各样的材料的凹进时向显示活动发生的速度可以与活动的种类关联哪些导致了音响能量的释放。 因为 microindentation 导致分离,局限化的活动,这个能力识别每个实际活动和与音响工作情况关联他们允许在这个活动和单个声发射签名之间的一个直接比较。

什么是声发射

声发射是弹性能量突然的版本到游遍材料的音波。 传统上,这样通知分隔到二种行为类型: 爆炸放射和连续发射。 爆炸放射是通知一个分离包与一个唯一活动相关,而连续发射倾向于是许多小的被交互相联的活动的附聚。 CSM 仪器 Microindentation 测试人员 (MHT) 合并运行与 150 kHz 频率的一个声发射传感器在 65 与放大作用的 dB 的一个力学范围的至 200,000x。 这样一个宽动力特性使传感器解决在多数工程材料的音响活动,当从属于对在应用的负荷范围 0.01 - 30 N. 的被导航的凹进。 传感器直接地在受托代购商外壳被挂接使损失减到最小,并且其信号同时获取以负荷和深度信号产生一个压缩破裂活动的一张完全照片。

获取听觉信号的好处在 Microindentation 时

其中一个获取听觉信号的明显的好处在 microindentation 时是它提供一个表示在这个实验期间时,当音响活动实际上发生。 图 1 显示音响签名的示例的范围在与 Vickers 受托代购商的一个 Si 薄酥饼做的 microindentations 的。 在每个案件,脆性断裂 (崩裂) 在这个装载的部分时仅发生了。 在那些材料的转存的阶段期间,因为崩裂可能有时也发生这是有趣观察。 在这八个示例中,最大载荷 (15 N) 在每个案件被维护了,但是贷款利率变化在范围 1 - 250 N/min. 为了调查贷款利率的影响对严重级别崩裂。

图 1. 在与 1 个, 10 个, 20 个, 40 个, 100 个, 150 个, 200 个和 250 个 N/min. 的 15 N. 贷款利率应用的负荷的一个 Si 薄酥饼做的 microindentations 的典型的声发射签名显示。

能明显地被看见最快速的贷款利率起因于最严重裂化,被观察两个听觉信号的级别和残余的凹进的随后的光学显微学。 一个累进负荷多循环的示例在 Si 薄酥饼的在图 2. 显示。 这确认崩裂在这个装载的部分时仅发生,即使材料通过增加应用的负荷累进疲劳通过五个步骤。 在易碎的材料的破裂通常是更加重大的,当负荷累进应用的比时,如果唯一负荷转存循环 (对同一最大载荷) 是应用的。

图 2. 累进负荷多循环 (在范围 1 - 10 与 Vickers 受托代购商的 N) 的 5 个循环在 Si 薄酥饼。 听觉信号在每个循环时的装载的部分确认崩裂。

这是,因为更多能源开水道到在这个前面的案件的材料。 有时,随后的音响爆炸比原始爆炸可以严格,并且爆炸之间的时间比声波可能在这个范例间传播的时间极大。 这导致这个结论被观察的多个活动不仅仅是音波的反映,但是各自的活动。 应该也切记仅一小部分音响能源由这台探测器拾起,并且仅一小部分这个被发行的弹性能量被转换成音响能源。 即使这个信号由使用的传感器的带宽限制,这个能力到达活动力量的一个半定量评定做它一种吸引人的分析方法。

图 3 显示一 microindentation 的音响签名在厚度 3 µm 钛氮化物薄膜。 再次,主要音响活动被观察在装载阶段期间,并且对应的崩裂在这个残余的版本记录附近被观察。 一旦涂层,听觉信号可能给接合强度的指示在涂层和这个基体之间的: 如果涂层是恶劣保税的,则一点能源可能在分层法时被发行。

在钛氮化物涂层 (厚度 3 µm) 的图 3. 音响签名一 microindentation 的 (TiN)与应用的负荷 10 N 在钢基体。

因为在涂层分层法时被发行的弹性能量可以定量地被评定 (从负荷深度曲线) 校准一个特定传感器的能源输出到被发行的弹性能量可能是可能的。

结论

无论如何,声发射评定显示显示的关系巨大承诺物理现象和对应的声发射信号之间。 当启动了时,这样评定功能能显示一个易碎的故障活动以及准确的时候的大小的若干清楚它。

来源: CSM 仪器

关于此来源的更多信息请参观 CSM 仪器

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

Last Update: 9. December 2014 19:34

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit