聲發射的評定在使用 Microindentation 測試人員 (MHT) 的 Microindentation 時從 CSM 儀器

包括的事宜

簡介
什麼是聲發射
獲取聽覺信號的好處在 Microindentation 時
結論

簡介

在批量項目貨簽和薄膜系統的多數公用 microindentation 評定著重材料的堅硬和彈性模數的確定。 然而,在許多物質系統,在負荷深度關係的間斷性特別是在影片故障、分層法、脫臼移動或者相變可能發生了的材料可能經常被觀察。 某些物理現象的描述特性使用聲發射的可能提供活動的大小和類型的一個準確原地評定。

關於聲發射工作情況的早先研究在各種各樣的材料的凹進時向顯示活動發生的速度可以與活動的種類關聯哪些導致了音響能量的釋放。 因為 microindentation 導致分離,局限化的活動,這個能力識別每個實際活動和與音響工作情況關聯他們允許在這個活動和單個聲發射簽名之間的一個直接比較。

什麼是聲發射

聲發射是彈性能量突然的版本到遊遍材料的音波。 傳統上,這樣通知分隔到二種行為類型: 爆炸放射和連續發射。 爆炸放射是通知一個分離包與一個唯一活動相關,而連續發射傾向於是許多小的被交互相聯的活動的附聚。 CSM 儀器 Microindentation 測試人員 (MHT) 合併運行與 150 kHz 頻率的一個聲發射傳感器在 65 與放大作用的 dB 的一個力學範圍的至 200,000x。 這樣一個寬動力特性使傳感器解決在多數工程材料的音響活動,當從屬於對在應用的負荷範圍 0.01 - 30 N. 的被導航的凹進。 傳感器直接地在受託代購商外殼被掛接使損失減到最小,并且其信號同時獲取以負荷和深度信號產生一個壓縮破裂活動的一張完全照片。

獲取聽覺信號的好處在 Microindentation 時

其中一個獲取聽覺信號的明顯的好處在 microindentation 時是它提供一個表示在這個實驗期間時,當音響活動實際上發生。 圖 1 顯示音響簽名的示例的範圍在與 Vickers 受託代購商的一個 Si 薄酥餅做的 microindentations 的。 在每個案件,脆性斷裂 (崩裂) 在這個裝載的部分時仅發生了。 在那些材料的轉存的階段期間,因為崩裂可能有時也發生這是有趣觀察。 在這八個示例中,最大載荷 (15 N) 在每個案件被維護了,但是貸款利率變化在範圍 1 - 250 N/min. 為了調查貸款利率的影響對嚴重級別崩裂。

圖 1. 在與 1 个, 10 个, 20 个, 40 个, 100 个, 150 个, 200 个和 250 个 N/min. 的 15 N. 貸款利率應用的負荷的一個 Si 薄酥餅做的 microindentations 的典型的聲發射簽名顯示。

能明顯地被看見最快速的貸款利率起因於最嚴重裂化,被觀察兩個聽覺信號的級別和殘餘的凹進的隨後的光學顯微學。 一個累進負荷多循環的示例在 Si 薄酥餅的在圖 2. 顯示。 這確認崩裂在這個裝載的部分時仅發生,即使材料通過增加應用的負荷累進疲勞通過五個步驟。 在易碎的材料的破裂通常是更加重大的,當負荷累進應用的比時,如果唯一負荷轉存循環 (對同一最大載荷) 是應用的。

圖 2. 累進負荷多循環 (在範圍 1 - 10 與 Vickers 受託代購商的 N) 的 5 個循環在 Si 薄酥餅。 聽覺信號在每個循環時的裝載的部分確認崩裂。

這是,因為更多能源開水道到在這個前面的案件的材料。 有時,隨後的音響爆炸比原始爆炸可以嚴格,并且爆炸之間的時間比聲波可能在這個範例間傳播的時間極大。 這導致這個結論被觀察的多個活動不僅僅是音波的反映,但是各自的活動。 應該也切記仅一小部分音響能源由這臺探測器拾起,并且仅一小部分這個被發行的彈性能量被轉換成音響能源。 即使這個信號由使用的傳感器的帶寬限制,這個能力到達活動力量的一個半定量評定做它一種吸引人的分析方法。

圖 3 顯示一 microindentation 的音響簽名在厚度 3 µm 鈦氮化物薄膜。 再次,主要音響活動被觀察在裝載階段期間,并且對應的崩裂在這個殘餘的版本記錄附近被觀察。 一旦塗層,聽覺信號可能給接合強度的指示在塗層和這個基體之間的: 如果塗層是惡劣保稅的,則一點能源可能在分層法時被發行。

在鈦氮化物塗層 (厚度 3 µm) 的圖 3. 音響簽名一 microindentation 的 (TiN)與應用的負荷 10 N 在鋼基體。

因為在塗層分層法時被發行的彈性能量可以定量地被評定 (從負荷深度曲線) 校準一個特定傳感器的能源輸出到被發行的彈性能量可能是可能的。

結論

無論如何,聲發射評定顯示顯示的關係巨大承諾物理現象和對應的聲發射信號之間。 當啟動了時,這樣評定功能能顯示一個易碎的故障活動以及準確的時候的大小的若乾清楚它。

來源: CSM 儀器

關於此來源的更多信息请請參觀 CSM 儀器

Date Added: Jan 15, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:02

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