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超音波スペクトロスコピーシステムによる異方性固体の音速、減衰の精密計測

使用超声波光谱系统精确测量各向异性固体中的声速和衰减

基本信息

批准号：
15760294
负责人：
荒川元孝
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は異方性固体の音速、減衰を高精度に計測することを目的とし、異方性固体の音速・減衰測定における回折の影響、および厚さ測定における歪みの影響を理論的・実験的に検討する。有効数字6桁の音速を得ることを目標とする。平成17年度の研究成果を要約すると以下の通りである。1.昨年度までに作成した異方性固体中を伝搬する際の回折の影響を計算するための近軸理論に基づくプログラムは、超音波スペクトロスコピーシステムによる音速・減衰測定時の実験構成である超音波トランスデューサ、合成石英ガラスバッファーロッド、水カプラ、試料からなる複合音響伝送線路における回折の影響について数値計算が行える。人工水晶のX-cut, Y-cut, Z-cutを試料として、超音波スペクトロスコピーシステムにより縦波音速を測定し、本プログラムにより回折の影響を補正した場合の音速の精度について詳細に検討した。この結果、回折を補正することにより、±0.10m/s以内で音速の絶対値を測定できることがわかった。このため、本手法は高精度な音響関連物理定数(弾性定数、圧電定数、誘電率、密度)の決定に有用といえる。2.音速測定の精度についてより詳細に検討するため、独立な弾性定数の数が比較的少ない(6個)サファイア単結晶の弾性定数を決定した。X-cut, Y-cut, Z-cut、および2枚の回転Y板を用意して、縦波音速、横波音速、および密度を測定することにより、室温付近の温度依存性を含めた高精度な弾性定数(±0.01%〜±0.18%)を決定した。3.厚さ測定における測長子の接触に伴う歪みの影響を数値計算するために、球と平面との接触について有限要素法を用いて解析を行うためのプログラムについて検討を行った。

The purpose of this study is to measure the speed of sound and attenuation in anisotropic solids with high precision and to measure the speed and attenuation of sound in anisotropic solids. Deterioration measurement is the influence of turning back, and measurement of thickness is the influence of distortion. Valid digits are 6桁の Sonic speed をget ることをtarget とする. The research results of FY2017 are listed below. 1. Calculation of the influence of the anisotropic solid produced last year Axis theory basics, ultrasonic wave speed and attenuation measurement Timing の実験 constituted by ultrasonic トランスデューサ, synthetic quartz ガラスバッファーロッド, waterカプラ、Sample からなるComposite audio 伝Send line におけるThe influence of the turnback について number value calculation が行える. Artificial crystalのX-cut, Y-cut, Measurement of Z-cut sample test and ultrasonic wave speed measurement , This manual can be used to correct the impact of the turnback and correct the speed of sound and the accuracy of the speed of sound in detail. The result of the test, the corrected return test, the sound speed test within ±0.10m/s, the test result and the test result.このため、This method is effective in determining the physical constants (elasticity constants, pressure constants, dielectric constants, density) related to sound with high precision. 2. The precision of sound velocity measurement is a detailed one, and the independent number is relatively small (6 pieces) and the crystallization number is determined. X-cut, Y-cut, Z-cut, および2-piece Y-plate して, 縦波speed, transverse wave speed, およびdensityをmeasurementすることにThe temperature dependence of room temperature and room temperature is determined by high-precision elasticity constant (±0.01%~±0.18%). 3. Thickness measurement, length measurement, contact measurement, distortion measurement, numerical value calculation, spherical plane measurementのCONTACT についてFinite element methodをUse いてanalytic を行うためのプログラムについて検椒行った.