Разработан лазерный оптико-акустический метод для измерения упругих модулей дисперсно-наполненных композиционных материалов.

Дата публикации: 31/05/2011
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати

Предложен и экспериментально реализован лазерный оптико-акустический метод измерения упругих модулей изотропных алюмоматричных композиционных материалов, изготовленных методом реакционного литья с замешиванием в расплав смеси микрочастиц Тi и наночастиц синтетического алмаза. Метод основан на измерении фазовых скоростей термооптически возбуждаемых импульсов продольных и сдвиговых акустических волн в образцах.
Данный метод позволяет проводить неразрушающие измерения упругих модулей в образцах толщиной 0,1-70 мм с локальностью в поперечном направлении 1-2 мм. Максимальная относительная погрешность определения модуля Юнга составляет 6%, модуля сдвига — 4%, коэффициента Пуассона — 5%.
Измерения упругих модулей изотропных алюмоматричных композиционных материалов (КМ), изготовленных методом реакционного литья с замешиванием в расплав смесей из микрочастиц Тi и наночастиц синтетического алмаза, показали, что добавление частиц Тi приводит к интерметаллидному упрочнению композиционного материала. С увеличением объемной доли интерметаллидов значения упругих модулей возрастают.
Добавление в КМ наночастиц алмаза не приводит к росту упругих модулей из-за возникающей пористости образцов. Значения упругих модулей, измеренные лазерным оптико-акустическим методом, коррелируют с данными по твердости образцов КМ.
Сравнительный анализ значений модуля Юнга, полученных лазерным оптико-акустическим методом и методом наноиндентирования, показал целесообразность использования оптико-акустического метода для измерения макроскопического (усредненного по объему) значения модуля Юнга образцов КМ без специальной обработки поверхности.

Источник: «Физика и химия обработки материалов», 2011, №2, с.78-87

Статьи по теме: