レーザーAE手法の開発とそのセラミック複合材料の高温非破壊評価への適用

激光AE方法的发展及其在陶瓷复合材料高温无损评价中的应用

基本信息

批准号：
10875141
负责人：
榎学
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875141/
关键词：
レーザー超音波アコースティック・エミッション非破壊評価

项目摘要

高温での使用が想定される様々部材のために、多くのセラミックス材料が開発されてきた。その信頼性を保証するためには、十分で適切な非破壊評価を行い、危険な欠陥の検出・評価することが重要である。しかし現状においては、そのような手法は存在しておらず、そのため高温での非破壊評価手法の開発が望まれている。そこで本研究においては、まずレーザーAE装置の開発を行う。この手法は、高温でのin-situかつ動的な唯一の非破壊評価手法であると考えられる。この手法を用いて、CFRPの高温での強度試験、およびアルミナコーティング材料の熱衝撃試験において発生するAE信号を計測、解析を行った。レーザーを用いた材料表面の変位の測定は、その原理が古くから知られており、それを応用した製品も数多く生産されている。また非接触の非破壊評価手法として近年注目されている。しかし、AEにおいてはMHzオーダーの周波数帯域の微小な信号を対象にしており、このような信号を高感度・高精度で計測することは必ずしも容易ではなかった。この装置は、レーザー用いた光学系および干渉計部分と、その後出力を高速でA/D変換しコンピュータに記録し解析する部分から成り立つ。後半の部分は現有のAE装置を流用し、前半の部分については、用いる材料に対して最適になるように設計し組立を行った。CFRの強度試験、およびアルミナコーティング材料の熱衝撃試験において発生するAE信号の計測を行った。十分な信号が得られるように装置の開発、改良を進めることにより、試験の際のAE信号をできるだけ感度良く検出することが可能となった。

已经开发了许多陶瓷材料，用于各种材料，这些材料有望在高温下使用。为了确保其可靠性，重要的是进行足够且适当的非破坏性评估并检测和评估危险缺陷。但是，在当前情况下，这种方法不存在，因此希望在高温下开发非破坏性评估方法。因此，在这项研究中，我们将首先开发一个激光AE设备。这种方法被认为是在高温下的原位和动态的唯一非破坏性评估技术。使用此技术，测量并分析了在高温下在CFRP强度测试和氧化铝涂层材料的热休克测试中产生的AE信号。长期以来，使用激光测量材料表面的位移的原理一直已知，并且使用此方法生产了许多产品。近年来，它作为一种非接触，无损评估方法也引起了人们的关注。但是，在AE中，目标是在MHz顺序上具有小频带的信号，并且以高灵敏度和准确性测量此类信号并不总是那么容易。该设备由一个基于激光的光学系统和干涉仪部分组成，然后使用该零件，然后使用输出的高速A/D转换，记录在计算机上并进行分析。下半年使用现有的AE设备重复使用，上半年被设计和组装以最佳使用所使用的材料。测量了在CFR强度测试期间产生的AE信号和氧化铝涂料材料的热休克测试。通过开发和改进设备以获得足够的信号，可以在测试过程中尽可能敏感地检测AE信号。