Исследование адгезионных характеристик силицидных покрытий на молибдене методом склерометрии
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?арения, различные процессы трения, электромагнитные, тепловые или другие поля и т.д. [37].
Различные физические воздействия (например, механические, тепловые и др.) могут привести к локальным изменениям структуры материала, что и является источником акустической эмиссии [38, 39].
Так, при двойниковании происходит скачкообразный поворот узлов решетки одной части кристалла в положение, симметричное другой его части. Это приводит к появлению упругих волн деформаций. Причиной появления упругих волн являются также скачкообразные перемещения дислокаций по линиям скольжения. Опыт и расчеты показывают, что для зарождения и развития микротрещины достаточно слияния 300 дислокаций.
При механическом или тепловом воздействии на материал, находящийся в твердом состоянии, в нем могут происходить фазовые превращения. Превращения мартенситного типа представляют собой сдвиговые коллективные перемещения атомов и, как правило, сопровождаются изменением формы. При этом процессе наблюдается импульсное воздействие превращенной структуры на окружающую среду, что вызывает появление в материале механических волн. Пластическое деформирование материалов происходит также скачкообразно, что наблюдается обычно на диаграммах, записываемых аппаратурой при разрушении образцов. Изучение этого явления показывает, что для некоторых материалов лавина скачков приводит к кратковременному приросту абсолютной деформации за короткий промежуток времени. Механизм этого явления с дислокационных воззрений объясняется следующим образом. При движении дислокаций во время пластического деформирования материала происходит местная задержка их у различных препятствий. Самопроизвольное либо инициированное преодоление дислокациями таких препятствий приводит к быстрым местным сдвигам, сумма которых дает обычно наблюдаемый деформационный скачок. Таким образом, происходит динамическое перераспределение деформаций и напряжений, что порождает в материале механические волны.
Перечисленные механизмы не исчерпывают, очевидно, всех причин возникновения волн напряжений в твердых телах при деформировании. Однако все они обладают общими признаками, позволяющими следующим образом сформулировать понятие акустической эмиссии (АЭ): акустическая эмиссия - это процесс излучения распространяющихся в материале волн возмущений, вызванных динамической локальной перестройкой структуры материалов под действием внутренних напряжений, приводящих к изменению кристаллической решетки или движению микро- и макродефектов. При достижении поверхности тела эти волны вызывают смещения точек поверхности, что может быть зарегистрировано соответствующей аппаратурой.
Максимальные амплитуды и спектр частот указанных смещений должны зависеть от импульсов, вызвавших эмиссию. Так, амплитуды смещений, порождаемых движением микротрещины, должны значительно превосходить таковые для случая движения отдельных дислокаций. Поэтому, несмотря на сложный вид каждой отдельной реализации рассматриваемой случайной функции во времени, при достаточно широком диапазоне деформаций материала на фоне относительно слабого изменения функции, должны иметься отдельные импульсы большой амплитуды.
В конечном счете, сигналы акустической эмиссии можно разделить на два основных типа:
непрерывная эмиссия - колебания с относительно малыми амплитудами и широким частотным спектром, верхняя граница которого достигает 30 МГц, характеризуют перемещения больших групп дислокаций и указывают на формирование зон с накапливающимися микродефектами;
эмиссия дискретного типа - последовательность коротких импульсов сложной формы с крутым фронтом и гораздо большими амплитудами. Основная часть энергии приходится на низкочастотную часть спектра. Этот тип эмиссии связан с развитием микродефектов в микро- и макротрещины их слиянием и появлением магистральной трещины.
Оба типа излучения существуют либо со сдвигом во времени, либо одновременно.
Современная аппаратура принимает и обрабатывает раздельно оба типа сигналов, что дает возможность выделить из процесса деформирования материала моменты, связанные с формированием опасных в будущем зон и моменты, связанные с развитием процессов разрушения в этих зонах.
Характерными особенностями метода АЭ контроля, определяющими его возможности и область применения, являются следующие:
метод акустической эмиссии в отличие от других методов неразрушающего контроля является пассивным. В традиционных методах в объекте возбуждают то или иное физическое поле и регистрируют изменение его параметров при взаимодействии с дефектом. С использованием АЭ физическое поле излучения (поле динамических, упругих напряжений) возбуждается самим дефектом [40];
метод АЭ-контроля обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов, что позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности;
метод АЭ-контроля обладает весьма высокой чувствительностью к растущим дефектам и позволяет выявить в рабочих условиях приращение трещины порядка долей милиметра. Предельная чувствительность акустико-эмиссионной аппаратуры позволяет зафиксировать скачок трещины протяженностью 1 мкм на величину 1 мкм;
свойство интегральности метода АЭ-контроля обеспечивает контроль всего объекта с использованием одного или нескольких преобразователей АЭ-контроля, неподвижно установленных на поверхности объекта;
м?/p>