Estudio sobre la emisión acústica de la propagación de grietas en materiales cerámicos piezoes bajo estrés térmico (1)

Pzt piezocerámicaTiene ventajas que otros materiales como el metal no tienen una excelente resistencia a la temperatura, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión, pero la desventaja de la resistencia a los golpes térmicos deficientes de los materiales cerámicos piezoe ha limitado considerablemente por su función. Los materiales cerámicos PIZO se dañan debido al agrietamiento y la fractura causados ​​por el choque térmico, lo que es causado por el crecimiento y la expansión de las microcracks debido al estrés térmico. Sin embargo, es técnicamente difícil estudiar el crecimiento de la grieta de materiales cerámicos piezoicos bajo estrés térmico. En la actualidad, hay pocos informes sobre esto, especialmente la dinámica del crecimiento de la grieta en materiales piezocerámicos bajo el monitoreo directo de la tensión térmica, la cobertura del proceso no se ha visto.

La tecnología de detección de emisiones acústicas proporciona un nuevo método para el estudio de los temas de Aboving. La emisión acústica se refiere al fenómeno que se generan ondas elásticas debido a la liberación de la energía de tensión cuando la deformación plástica o la formación de grietas y la expansión se producen bajo la influencia de la fuerza externa o la tensión interna. La señal oscilante de un evento de emisión acústica es una onda sinusoidal amortiguada, VO es el voltaje de salida inicial del transductor; β es la constante de atenuación; T es el ancho del evento de emisión acústica. El número de pulsos η generados por un evento de emisión acústica emitida dentro del material es el número de picos en un rango que excede el VT, pero más bajo que el VO del transductor. Para una condición de prueba real, Ω, β y VT son constantes, por lo que η generado por un evento de emisión acústica emitida dentro del material refleja la magnitud de △ e liberado durante el proceso de relajación de estrés del material.

Para los materiales cerámicos piezobros frágiles, la intensidad de la emisión acústica durante la propagación de grietas tiene una amplitud alta y es fácil de distinguir del ruido, por lo que es muy eficaz estudiar el proceso de fractura de materiales cerámicos piezoicos por emisión acústica. La tecnología de emisión acústica usada en la prueba de flexión SENB de la flexión de los materiales de cerámica piez. Este trabajo aplica directamente la tecnología de emisión acústica en el ciclo térmico para determinar con precisión el proceso dinámico de crecimiento de grietas y la propagación deTira piezoeléctrica de material PZTbajo estrés térmico.

El experimento utiliza material de cerámica piezo de alúmina-mullite rico en A1₂O₃ (≈77% en masa). El espécimen es un cilindro en forma de varilla larga de φ20 m m x 230 mm, y ambos extremos son molidos y pulidos. La parte media de la muestra se colocó en un horno eléctrico de calefacción, y un extremo se recubrió con grasa al vacío para conectarse con el transductor de emisión acústica y se fija con una abrazadera. La velocidad de calentamiento y enfriamiento del horno eléctrico se controla a 5 ° C / min. El instrumento de emisión acústica de cuatro canales AE-400B se usó para detectar la señal de propagación de grietas de la muestra bajo estrés térmico. La ganancia del preamplificador fue de 40DB, el rango dinámico del amplificador principal fue de 60DB, y el ancho de banda fue de 40 ~ 4. 0 0 Hz, el proceso de prueba se muestra en la Figura 2.

La prueba de enfriamiento se realiza de la siguiente manera: Coloque la muestra φ20mm x 130 mm en el horno, elevando la temperatura a una temperatura predeterminada y manténgala en O.HS, y luego colóquela en un recipiente de bañera de aceite de 20 ℃ equipado con un transductor de emisión acústica . Señal de emisión acústica de crecimiento de grietas durante el enfriamiento de la muestra. La diferencia de altura cuando elTransductores piezoeléctricos de disco piezo.Se caen en el baño de aceite fue de 30 cm. La prueba de resistencia utiliza el método de flexión de tres puntos con un lapso de 120 mm y una tasa de carga de 05.mm/min.