纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料超聲檢測(cè)關(guān)鍵問(wèn)題研究.pdf

1、連續(xù)纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料因其質(zhì)量輕、耐高溫的特性,深受?chē)?guó)內(nèi)外航空、航天等領(lǐng)域的青睞。目前在國(guó)內(nèi),已有部分材料應(yīng)用于國(guó)防產(chǎn)品上。然而作為一種新型材料,針對(duì)其的超聲檢測(cè)研究仍然很少,加之材料的復(fù)雜性,使得對(duì)其的聲學(xué)特性研究難見(jiàn)突破性進(jìn)展。本文以連續(xù)碳纖維增韌碳化硅陶瓷基復(fù)合材料(CFCC-SiC)的聲學(xué)特性為研究對(duì)象,在掌握碳化硅基體聲學(xué)特性的基礎(chǔ)上,將橫觀各向同性模型應(yīng)用于材料分析中,運(yùn)用聲波傳播理論獲得材料慢度圖,并以實(shí)驗(yàn)方法定性驗(yàn)證

2、該模型的合理性;用脈沖發(fā)生器與示波器搭建線性聲學(xué)參量檢測(cè)平臺(tái),用函數(shù)發(fā)生器、功率放大器及示波器搭建非線性聲學(xué)參量檢測(cè)系統(tǒng),對(duì)材料的三個(gè)聲學(xué)參量(聲速、聲衰減、非線性系數(shù))進(jìn)行測(cè)量,獲得材料不同方面的聲學(xué)特性;通過(guò)在材料外部包裹防水耦合薄膜的方法,從波形、幅值、頻譜等方面分析防水薄膜的超聲耦合效果,解決實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中,CFCC-SiC不能水浸的問(wèn)題。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,碳化硅基體縱波與橫波聲速分別為11500m/s、7000m/s,

3、聲衰減普遍高于高溫合金。CFCC-SiC預(yù)制體所在平面各方向聲速均在7800m/s附近,垂直于預(yù)制體平面方向的聲速為2460m/s,兩個(gè)方向聲速相差兩倍之多。樣品聲學(xué)參量的逐點(diǎn)測(cè)量結(jié)果變化明顯,其分布具有規(guī)律性,同時(shí),CFCC-SiC的聲衰減系數(shù)在1dB/mm與3dB/mm之間變化,是所測(cè)過(guò)高衰減材料中衰減最高的。包裹防水薄膜與未做防水處理樣品的水浸超聲信號(hào)波形一致,幅值穩(wěn)定,頻譜成分相當(dāng),兩種情況具有很強(qiáng)的一致性。
　　由此可知