基于频谱分析的材料表面改性层特性超声无损表征

发布时间：2017-06-04 20:15

  本文关键词：基于频谱分析的材料表面改性层特性超声无损表征，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：利用超声检测方法对材料表面改性层特性(如尺度、弹性模量、结合强度、残余应力等)进行表征是改性层质量评价研究的热点。表面改性层的厚度一般较薄,且存在一个甚至多个异质薄层,不同界面的超声回波相互叠加与干涉,增加了超声特征参量提取的难度。本文基于多层介质中超声波的传播特性,通过优化超声检测方法和设计实验参数,建立了一套水浸聚焦脉冲回波超声检测及信号处理系统,该系统换能器晶片直径7mm、中心频率10MHz、声透镜曲率半径5.5mm、水中焦距15。超声检测及信号处理系统6mm、换能器在X-Y-Z方向的位移精度0.01 mm,并利用Origin软件,借助计算机完成对超声信号的分析与处理。 利用所建立的超声检测系统对高温合金基体上厚度为270-400μm ZrO_2的陶瓷涂层进行了厚度测试,依据多层介质厚度测量的频谱分析原理,计算出归一化功率谱周期性极值间的频率间隔△f,根据声速v与频率间隔Af的关系式h=v/2△f求得涂层厚度h为400gμm、339μm和277μm,该结果与金相法测量结果相符。利用超声检测系统对强流脉冲离子束(HIPIB)不同次数辐照(N=1.10,J_i=300A/cm~2)不锈钢基体上的Cr_2O_3陶瓷涂层进行了超声表征,频谱分析结果表明,辐照次数从1次增加到10次,5.371MHz、6.836MHz和8.301MHz频率的归一化功率谱峰幅度随辐照次数增加,呈现先增大后减小的交替变化,且谱峰幅度起伏程度在低次辐照时较大,在多次辐照时趋于平坦,归一化功率谱峰幅度的变化与利用Surfcorder SE-3H型轮廓仪测得的表面粗糙度精度倒数(1/R)的变化趋势一致。研究认为,表面涂层厚度和辐照改性层特性的超声无损表征为材料表面改性层质量评价提供了很好的途径。
【关键词】：超声无损表征 表面涂层 辐照改性层 频谱分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH878
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-30
• 1.1 超声波在无限介质中的传播8-15
• 1.1.1 超声波波动方程及其解8-10
• 1.1.2 超声波波动特性10-11
• 1.1.3 超声波的衰减11-15
• 1.2 超声波在半无限分界面的反射和透射15-16
• 1.3 超声波在多层介质中的反射和透射16-21
• 1.4 多层介质超声信号频谱分析技术21-28
• 1.4.1 频谱分析21-22
• 1.4.2 快速傅立叶变换及其性质22-24
• 1.4.3 频谱分析表征多层介质特性的理论依据24-28
• 1.5 本论文研究目的和研究内容28-30
• 1.5.1 研究目的28-29
• 1.5.2 研究内容29-30
• 2 材料表面改性层超声无损表征实验系统30-36
• 2.1 材料表面改性层超声无损表征的难点30
• 2.2 实验系统的建立30-34
• 2.2.1 检测方法的确定30-31
• 2.2.2 实验参数的选择31-33
• 2.2.3 信号处理方法的选择33-34
• 2.3 超声检测系统34-36
• 3 表面涂层厚度超声无损表征36-44
• 3.1 实验条件36-38
• 3.2 实验结果与讨论38-43
• 3.3 结论43-44
• 4 强流脉冲离子束辐照材料表面改性层特性的超声无损表征44-55
• 4.1 实验条件44
• 4.2 实验结果与讨论44-54
• 4.3 结论54-55
• 5 总结55-56
• 参考文献56-61
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况61-62
• 致谢62-63
• 大连理工大学学位论文版权使用授权书63

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 赵扬;超声体波声压反射系数谱表征表面涂层研究[D];大连理工大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 朱红莲;基于小波变换和支持向量机的超声缺陷检测研究[D];南京信息工程大学;2011年

2 崔春生;新型石油井下动态参数测试技术研究[D];中北大学;2007年

3 严雪艳;软组织超声散射子浓度估计方法研究[D];陕西师范大学;2010年

4 秦昕;储粮害虫活动声信号特征研究[D];陕西师范大学;2012年

5 闫晓敏;基于超声波频谱分析研究软物质凝胶的形成过程[D];陕西师范大学;2012年

6 吴迪;等离子喷涂Al/BN可磨耗封严涂层孔隙状况超声表征[D];大连理工大学;2013年

7 胡志雄;涂覆型雷达吸波涂层厚度超声测量原理及装置[D];大连理工大学;2013年

  本文关键词：基于频谱分析的材料表面改性层特性超声无损表征，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：422030