Способ акустического определения физических характеристик спекаемого материала

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может, быть использовано для исследования свойств материала, преимущественно изотропного, Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано , например, в порошковой металлургии при массовом контроле параметров , определяющих работоспособность изделий: пористости (плотности), модулей упругости, состава двухфазных материалов. Измерения могут проводиться на изделиях сравнительно простой формы (стержень, ультразвуковыми методами. Цель изобретения - упрощение способа. При реализации способа скорость ультразвука измеряют при двух значениях текущей плотности и определять истинную плотность материала и истинную скорость ультразвука из следу U1 - U2 ющих соотношении ро -U1 P U2 Pi. Uo Р1 -pi , гдер0-истинная плот .( U1U2 j ность материала; и0 - истинная скорость ультразвука; /оь pi - текущая плотность материала , при двух измерениях; ui, U2 - скорость ультразвука в материале с текущей плотностью /см лр2 соответственно. Способ характеризуется простой экспрессностью и высокой точностью определения на образцах простой формы истинных плотности и скорости ультразвука, которые в свою очередь дают возможность получить истинные модули упругости, характеристическую температуру Дебая, акустический импеданс и другие полезные характеристики материалов . СО с диск, пластина и т.д.) и небольших размеров . Цель изобретения - упрощение способа . Способ осуществляют следующим образом . Выбирают один из спрессованных образцов , при его изготовлении прерывают процесс спекания дважды и при нормальных условиях измеряют известным спосо00 V4 О vj

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, гдер0 — истинная плоти0

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4942747/28 (22) 28,03.91 (46) 23,05.93, Бюл. ¹ 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (72) В;И. Князев, В.Г, Букатов и Д.P. Кутырев (56) 1, Jones М.P., Blessing GÌ., Robbins СЯ.

Dry-lospled Ultrasonl Elasticity Measurements of Sintered Ceramics and Their Green

States. Materials Evaluation. v,44, N 6, 1986, р.859 †8.

2,6аИо A., Sergi V. Orientation of Porosity

of р/m Materials ЕчаМюп by Ultrasonic

Method — Prochedings of the international

Powder Metallurgy Conference and Exhibition

"The Future of Powder Metallurgy", 0usseldorf, 1986, 07-11 July 1986, р.763—

766. (прототип), (54)СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

СПЕКАЕМОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может. быть использовано для исследования свойств материала; преимущественно изотропного, Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано, например, в порошковой металлургии при массовом контроле параметров, определяющих работоспособность изделий: пористости. (плотности), модулей упругости, состава двухфазных материалов.

Измерения могут проводиться на изделиях сравнительно простой формы (стержень, 1

50 1817017 А1 ультразвуковыми методами. Цель изобретения — упрощение способа. При реализации способа скорость ультразвука измеряют при двух значениях текущей плотности и определять истинную плотность материала и истинную скорость ультразвука из следуui — u2 ющих соотношений р, — и ность материала ; ир — истинная скорость ультразвука; р1, p2 — текущая плотность материала, при двух измерениях; и1, u2 — скОрость ультразвука в материале с текущей плотностью р1 ир2 соответственно, Способ характеризуется простой экспрессностью и высокой точностью определения на образцах простой формы истинных плотности и скорости ультразвука, которые в свою очередь дают возможность получить истинные модули упругости, характеристическую температуру Дебая, акустический импеданс и другие полезные характеристики материалов. диск, пластина и т.д,) и небольших размеров, Цель изобретения — упрощение спосо-. ба.

Способ осуществляют следующим образом . Выбирают один иэ спрессованных об-, разцов, при его изготовлении прерывают процесс спекания дважды и при нормальных условиях измеряют известным спосо1817017

U1 — U2 иpî

Uo—

Составитель B. Князев

Техред М,Моргентал

Редактор Т. Шаговэ

Корректор О. Густи

Заказ 1719 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 бом (например, гидростатическим. взвешиванием) текущую плотность pl и р2 и соответствующую им скорость распространения

Y3 — u > и uz для выбранных состояний образца. Истинную плотность материала и истинную скорость УЗ определяют, используя выведенные еоотношения, Примеры конкретной реализации способа, 1. Были изготовлены методом порошковой металлургии практически изотропные штабики 5 х 5 х 40 мм из AlzOa. Процесс спекания образца был прерван дважды, когда текущая плотность, измеренная методом гидростатического взвешивания, достигла величин 1,35 г/см и 3,58 г/см . Продольная з скорость УЗ, измеренная вдоль длинной грани на толщиномере фирмы Кгаийгал;erBranson и отвечающая двум состояниям образца по плотности, оказалась равной соответственно 2,4 и 9,65 км/с, Оценка истинной плотности дала величинуро = 3,93 г/см, 3 что достаточно близко к известной в технической литературе истинной плотности (от

3,91 до 4,0 г/см ) АЬОз.

2, Был приготовлен спеченный образец

Ф 5 х 40 мм из Ni с плотностыюр =

=3,72 г/см, который затем был расплавз

° лен. Плотность плавленного образца оказалась равной pz = 8,9 г/см . Продольная

3 скорость УЗ в образце с разной плотностью была соответственно u> = = l,45 км/с и щ = 5,53 км/с. Расчет истинной плотности дал р - 8,89 г/см, практически совпадаюз щую с результатомpz, полученным на плавленном Ni. 3. Оценка по приведенному соотношению истинной скорости УЗ для

А!гОз и М дэла следующие результаты: Uo =

=11,64 км/с и 5,52 км/с, что хорошо согласуется с известными справочными данными.

Таким образом, все необходимые измерения проводят на одном образце в двух разных состояниях по плотности, что существенно упрощает известный способ, а пол5 учаемые результаты, кроме того, позволяют легко оценить истинные модули упругости, (р, uo ), характеристическую температуру

Дебая, акустический импеданс (po uo) и др., что, естественно, расширяет функциональные возможности предлагаемого способа.

Формула изобретения

Способ акустического определения физических характеристик спекаемого материала, преимущественно изотропного, включающий прерывание процесса спекания и измерение скорости распространения ультразвука в зависимости от текущей плотности материала,отлича ющийся тем, что, с целью упрощения способа, измерение скорости ультразвука проводят при нормальных условиях для двух значений текущей плотности и определяют истинную плотность материала ро и исТинную скорость ультразвука ио из следующих соотношений:

35 где р1, pz.— текущие плотности материала при двух измерениях; и1, uz — скорости ультразвука в материале с текущей плотностью р< и р соответственно.