Способ ультразвукового определения истинной плотности порошкового материала

 

Изобретение относится к неразрушающим средствам контроля и анализа свойств материала, преимущественно изотропного , акустическими методами. Цель изобретения - упрощение способа. При реализации способа на двух образцах одного форморазмера с разной реальной плотностью измеряют частоты резонансных ультразвуковых колебаний и истинную плотность определяют из соотношения Ро -ri--t-T-, где/Do - истинная плот- 2 I f1 - -%- (f fr } ность материала; р pi - реальная плотность образцов; fi, f2-частота резонансных ультразвуковых колебаний образцов с плотностью/01 и pi соответственно. Способ характеризуется простотой и экспрессностью при определении системной плотности изделий простой формы и небольших размеров . 00 с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

П9) (I 1) (51)5 G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТРНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f1 — f

po = (21) 4941946/28 (22) 28.03.91 (46) 23.05,93. Бюл, N 19 (71) Всесоюзный научно-исследова-ельский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (72) В,И. Князев, Д.P. Кутырев и И,И, Спивак (56) Авторское свидетельство СССР

М 1026045, кл, 6 01 N 29/00, 1983.

В.Т. Гевондян, В,И. Кушаковский, А.M. Локтев и др. Акустический метод оценки свойств и качества керамических изделий малых размеров. Техника радиационного эксперимента. Выпуск 9, М„Знергоатомиздат, 1981, с, 46-55. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ОПРЕделения истинной плотности поРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к неразрушающим средствам контроля и анализа свойств материалов акустическими методами и может быть использовано в порошковой металлургии для массового контроля состава и плотности изделий небольших размеров и простой формы (стержень, диск и т.п.).

Цель изобретения; упрощение способа ультразвукового определения истинной плс1тности порошкового материала.

Способ осуществляют следующим образом. Изготавливают два иэотропных (57) Изобретение относится к неразрушающим средствам контроля и анализа свойств материала, преимущественно иэотропного, акустическими методами. Цель изобретения — упрощение способа, При реализации способа на двух образцах одного форморазмера с разной реальной плотностью измеряют частоты резонансных ультразвуковых колебаний и истинную плотность определяют из соотношения т1 т2

Ро, гдеро — истинная плотность материала; р1, р2 — реальная плотность образцов; f1, f2 — частота резонансных ультразвуковых колебаний образцов с плотностью р1 и,щ соответственно. Способ характеризуется простотой и экспрессностью при определении системной плотности изделий простой формы и небольших размеров. образца:одного форморазмера, но с разной плотностью. Измеряют, например, гидростатическим взвешиванием их плотность, а затем возбуждают ультразвуковые резонансные колебания и регистрируют частоты, например, продольных колебаний, после чего истинную плотность изотропного материала рассчитывают по соотношению

00 4

О

0с

1817016

Таким же образом были проведены измерения на образцах из никеля (Ni). Образцы имели форму цилиндра Я 5 х 40 мм. Первый образец был плавленым и имел гидростатическую плотность p< = 8,90 г/смз, а истинную — измеренную рентгеновским . способом — 8,89 гlсмЗ. Второй, изготовленный по специальной порошковой технологии, имел плотность р2 = 371 г/см, На з

"0 описанной аппаратуре были проведены измерения частот резонансных продольных колебаний этих образцов: f< =- 69,15 и

fz = 18,14 кГц, Истинная плотность Ni", определенная по предложенному соотношению., оказалась равной;

pa = 8,86 г/смз, Как видно из примеров, расхождение пол20 ученных результатов с истинной. плотностью, измеренной рентгеновским методом и известной из технической литературы, незначительна, При массовом контроле истинной плотность есть значительный выигрыш в простоте реализации, экспрессности и точности не только по сравнению с прототипом, но и базовым (рентгеновским) методом.

30 1 т2

pî

114,68 — 29,85 — 3 99 г/см

5 ) 50

1-з где ро — истинная плотность материала; р1, р — реальные плотности образцов;

f1, fz — частоты резонансных ультразвуковых колебаний образцов с плотностью

55 р1 и р2 соответственно, где ро -- истинная плотность материала, г/см:

pl. р2 — реальная плотность образцов, г/см;

f>, fz- частоты реэонасныхультразвуковых колебаний образцов с плотностью р1 и

pz соответственно, кГц.

Пример конкретной реализации способа. Два сгбразца иэ порошка оксида алюминия А1 0з подвергли ггзоизостатическому прессованию при температуре Т =

:=1500 С и давлении Р = 150 МПа в течение

30 мин. для первого образца и 10 мин. — для второго. Измерили гидростатическим методом реальную плотность образцов. Для первого образца она составила р = 3,59 г/см, з второго — р = 2,58 г/см . Перед ультраз звуковыми измерениями образцы (40 мм х х5 мм х 5 мм) шлифовали. Измерение частот продольных резонансных колебаний проводили на анализаторе спектра СК4 — 59, а периодов — на частотомере: Ф 5041. Частота ультразвуковых колебаний первого образца оказалась равной f = 114,68 кГц (период колебаний Т = 8,72 мксек), второго -- fz = 67,34 кГц (Tz = 14,85 мксек).

Истинную плотность порошкового материала из А!20з, с учетом f = 1/Т, определили из соотношения

114,68 — 67,34 — 4 05 г/смз

114,68 67,34

3,59 2,58 ) Отклонение.значенияро полученного предложенным способом, не превысило 27 по сравненйю со значением истинной плотности, измеренной рентгеновским методом и равной 3,98 г/см .

Кроме того, были проведены измерения еще на третьем образце, показавшем рз = 1,40 г/см и 1з = 29,85 кГц. Для определения истинной плотности материала образцов сначала использовали значения плотности и частоты первого и третьего, а затем второго и третьего

2-з 67,34 — 29,85 99 г/ з

67,34 29,85

3 59 1,40

Формула изобретения

Способ ультразвукового определения истинной плотности порошкового материала, преимущественно изотропного, включающий измерение частот резонансных ультразвуковых колебаний образцов иэ одного материала, имеющих одинаковую форму и размер, в зависимости от соотношения массы образца ко всему занимаемому объему (реальной плотности), о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения способа, измерение проводят на двух образцах с разной реальной плотностью, а истинную плотность материала определяют иэ соотношения