陶瓷致密度评估

        结构陶瓷具有耐磨损、耐高温、抗氧化性能好等优点，广泛应用于热发动机部件、切削工具和轴承等。由于陶瓷属于典型的脆性材料，断裂韧性较低，因此在无损检测中要求检测的缺陷极其微小，一般比金属或复合材料小1~2个数量级。超声检测在陶瓷材料无损检测中应用广泛，它不仅能检测分层、气孔、裂缝和夹杂等缺陷，而且可用于判别密度差异、弹性模量、厚度等特性和几何形状的变化。

        陶瓷制件致密度的信息可以通过频率域的分析来获得，将前表面回波的频率含量用作参考，与背面回波的频率含量相比较，可确定衰减和与频率有关的其他参量。图8-20和图8-21为衰减与密度百分数的关系 。可以看出：在较高的密度下，5MHz有较大的衰减，对密度的变化可提供更高的敏感性；相反，1MHz的换能器对低密度压坯的衰减测量更为适合。

        但是，孔隙的不均匀在试样中所产生的速度梯度会引起相位相消，从而导致严重的回波调制效应，在应用衰减图测孔隙率时，这是需要特别注意的。

图8-20  对1MHz和5MHz换能器

相对密度与衰减的关系     

图8-21  在密度百分数为0.64的试件上频率与衰减的关系

a）1MHz换能器   b）5MHz换能器