【摘要】：連續(xù)纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料因其質(zhì)量輕、耐高溫的特性，深受國內(nèi)外航空、航天等領(lǐng)域的青睞。目前在國內(nèi)，已有部分材料應(yīng)用于國防產(chǎn)品上。然而作為一種新型材料，針對其的超聲檢測研究仍然很少，加之材料的復(fù)雜性，使得對其的聲學(xué)特性研究難見突破性進(jìn)展。本文以連續(xù)碳纖維增韌碳化硅陶瓷基復(fù)合材料（CFCC-SiC）的聲學(xué)特性為研究對象，在掌握碳化硅基體聲學(xué)特性的基礎(chǔ)上，將橫觀各向同性模型應(yīng)用于材料分析中，運(yùn)用聲波傳播理論獲得材料慢度圖，并以實驗方法定性驗證該模型的合理性；用脈沖發(fā)生器與示波器搭建線性聲學(xué)參量檢測平臺，用函數(shù)發(fā)生器、功率放大器及示波器搭建非線性聲學(xué)參量檢測系統(tǒng)，對材料的三個聲學(xué)參量（聲速、聲衰減、非線性系數(shù)）進(jìn)行測量，獲得材料不同方面的聲學(xué)特性；通過在材料外部包裹防水耦合薄膜的方法，從波形、幅值、頻譜等方面分析防水薄膜的超聲耦合效果，解決實際檢測過程中，CFCC-SiC不能水浸的問題。 實驗結(jié)果表明，碳化硅基體縱波與橫波聲速分別為11500m/s、7000m/s，聲衰減普遍高于高溫合金。CFCC-SiC預(yù)制體所在平面各方向聲速均在7800m/s附近，垂直于預(yù)制體平面方向的聲速為2460m/s，兩個方向聲速相差兩倍之多。樣品聲學(xué)參量的逐點(diǎn)測量結(jié)果變化明顯，，其分布具有規(guī)律性，同時，CFCC-SiC的聲衰減系數(shù)在1dB/mm與3dB/mm之間變化，是所測過高衰減材料中衰減最高的。包裹防水薄膜與未做防水處理樣品的水浸超聲信號波形一致，幅值穩(wěn)定，頻譜成分相當(dāng)，兩種情況具有很強(qiáng)的一致性。 由此可知，CFCC-SiC因其基體的高聲速、高衰減以及預(yù)制體鋪層具有方向性、材料復(fù)合結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，造成了該材料聲衰減加重、某一方向聲速較大以及強(qiáng)烈各向異性的特征，且材料的聲學(xué)參量離散性大，使得利用聲學(xué)參量進(jìn)行材料特性評估成為可能。同時，利用包裹薄膜的方法來對材料進(jìn)行防水處理，可以達(dá)到預(yù)期的檢測效果，適用于該材料在防水的條件下進(jìn)行水浸超聲檢測。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TB332;TB553

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2563141