Регистрация / Вход
Прислать материал

Компьютерная измерительная система для регистрации акустической эмиссии при кристаллизации металлов

ФИО: Суан Х.Н.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.ф.-м.н. Ханжин В.Г.

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Металловедения и физики прочности

Академическая группа: МТ-11-1

Процессы в твердом теле с динамической перестройкой полей упругих напряжений (процессы пластической деформации, разрушения, фазовые превращения и др.), сопровождаются излучением акустических импульсов ультразвукового диапазона (акустическая эмиссия). Сигналы акустической эмиссии (АЭ) используются как диагностические при лабораторных испытаниях материалов и технологическом мониторинге конструкций. В представленной работе методом АЭ наблюдалась кинетика кристаллизации слитка олова в керамическом тигле и кинетика зарождения трещин при остывании слитка. Слиток олова весом 100 г нагревался в специальной печи до плавления при 2320 С. Расплав заливался в «изложницу» – прямоугольный керамический тигель (60×30×10 мм). К донной поверхности тигля крепился звуковод диаметром 10 мм и длиной 15 мм, передававшим сигналы АЭ при кристаллизации олова на акустический пьезодатчик. Все акустические контакты между тиглем, звуководом и датчиком АЭ осуществлялись через иммерсионную жидкость. Звуковод и акустический датчик во время измерения АЭ непрерывно охлаждался струей воздуха.

Для регистрации сигналов датчика АЭ при кристаллизации олова использовалась плата АЦП NI-5102 (с тактовой частотой 20 кГц при измерении сигналов от кристаллизации олова), встроенная в модульную платформу PXI-5102 компании National Instruments (US). Программная часть компьютерной измерительной системы разрабатывалась в среде графического программирования LabVIEW 2012. При измерении запись АЭ велась в бинарный файл непрерывно без сжатия, но на диск записывались пакетом, один раз в секунду. После окончания записи сигналов АЭ файл считывался целиком и выводился на экран монитора. Характерные сигналы непрерывной АЭ процесса кристаллизации олова начинались регистрироваться через 7–10 с после заливки расплава в керамический тигель и прекращали регистрироваться после полной кристаллизации слитка через 90–100 секунд, создавая характерный профиль с «крутым» передним фронтом (амплитудой 20–23 дБ в пике) и «длинным» спадом. По форме на АЭ-диаграммах хорошо различались и короткие импульсные (амплитудой 8–28 дБ) сигналы трещин в олове (или при отслоении металла от поверхности тигеля из-за объемного эффекта) при остывании слитка через 100–150 с после начала кристаллизации.