铁电材料在无损检测技术中的应用,本论文为免费优秀的关于铁电论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
铁电论文参考文献：
摘 要：复合材料因强度高、可设计性强,耐腐蚀、耐高温、抗疲劳等优良性能而得到了广泛的应用.但是由于生产和后续使用过程,其内部难免会出现一些缺陷,如果不能及时探测并替换受损的复合材料将会对整个设备产生不可估量的损失与影响.压电陶瓷-电阻抗法就是一种有效的结构损伤检测技术,本文主要分析了这种方法的可行性和优势.
关键词：铁电材料；电阻抗法；复合材料
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.182
1 压电材料应用前景
在19世纪80年代,英国物理学家居里兄弟在一次实验过程中,偶然反现了压电材料.1881年,物理学家根据热力学三定律,发现了逆压电效应.但是在应用研究上并没有得到实际的应用于进展.直到1954年,美国科学家发现了PbZrO3一PbTiO3固溶体（也称压电陶瓷）[1],这种材料不仅具有优异的压电性和良好的稳定性,还具有巨大的工程使用价值,使得研制出压电片成为可能.随着科学家发现了一种性能更加优异的压电材料—压电陶瓷,压电陶瓷的出现在压电学的发展中具有划时代的意义,奠定了压电材料应用基础.压电陶瓷在使用的过程中具有很高的灵敏度.可以实现把微弱的电信号（微弱的振动信号）转变为相应的位移信号（电信号）,这种材料广泛用于可海上声纳系统、天气预报、家用电器制造等行业.地震是危害非常大的,而且产生地震的根源位于地球内部深处,所以准確预报出地震发生时间和位置是非常困难的,目前的科学技术是不能够达到这一水平的,这个问题一直以来困扰着科学家.压电陶瓷对外界的振动或者压力是非常敏感的,甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀的振动信号.如果用它作为制造地震仪的基本感应元件,就可以比较灵敏准确检测地震的强度,指示出地震的方位和距离.随着科学技术的发展,本人相信压电元件在地震预测中会发挥重要的作用.
2 传统无损检测技术简介及缺点
传统无损检测技术存在很多缺点：必须提前确定损伤出现的大致位置；要求被测机器停止运行,这不仅降低了生产效率,耗费时间,而且增加了成本.传统无损检测技术对于一些大型结构特别是比较复杂的大型结构无法进行检测等,从而大大限制了其应用范围.X射线在检测分层时也受到上述限制；CT照相法对人体有害、操作者必须经过专门培训；超声法的信噪比低,不易分辨；微波法对较小缺陷不敏感；超声C扫描无法识别薄板中的缺陷,检测效率较低；表面渗透无法检测复合材料的分层缺陷,这大大限制了该技术的应用；红外热波成像受环境温度、缺陷位置和缺陷性质的影响较大；此时,高的频率可以限制传感区域,使损伤对振动信号的影响同远端边界条件的影响分开,这就更有利于对关键结构的检测.可以看出与其他传统的无损检测技术比较,阻抗分析法无损检测技术除了具有操作简便,测量精度高的优点,可以实现微小裂纹的无损检测.
3 压电无损检测技术基本原理及优势
压电无损检测技术在航空航天、纺织业、建筑业等部门有着很大的发展前景[2-4].该方法利用正、逆压电效应,通过测量电阻抗参数来实现对结构内部损伤的检测.图1给出了压电-电阻抗无损检测技术工作原理,将压电陶瓷片粘贴固定在被测构件上,同时对压电片施加正弦或者余弦扫描激励电压信号,当试验材料内部出现微小裂纹或者缺陷时,其机械阻抗就跟着发生变化,从而影响附着构件上压电陶瓷片的电阻抗值的变化对压电片电阻抗值进行测量,同时将测量的数据与健康的试件测量的阻抗数值进行比较,就能确定试件是否发生损伤或内在安全隐患.
电阻抗（EMI）是压电效应在结构诊断方面的典型应用[5].压电激振电阻抗技术可用于导电复合材料的损伤检测,也可检测工件的内部损伤缺陷（裂纹、脱胶、分层和纤维断裂等）[6,7].此技术有如下特点： 1.阻抗技术可以实现对大型结构的无损检测；2.工作的频率范围比较宽,对初期损伤非常敏感,可以实现微小裂纹的无损检测；3.压电片既作传感器又作驱动器,提高了传感器使用效率,节省了成本；4.压电陶瓷的体积比较小,进行阻抗分析时,对整体结构物理和机械特性不会产生明显影响,可以实现结构在线测量,提高了生产效率.
参考文献：
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[6]冯伟.应用于结构健康监测的压电阻抗技术研究[D].南京：南京航空航天大学,2007.
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作者简介：郭运坤（1993）,男,硕士.
结论：关于本文可作为铁电方面的大学硕士与本科毕业论文铁电论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
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