Поглощение звука и структура металла

Поглощение звука в поликристаллических средах возрастает с возрастанием степени неоднородности. Особенно велико поглощение звука в металлах с крупнозернистой структурой [17]. Поглощение звука в этом случае обусловливается в значительной мере температурными флуктуациями, возникающими при распространении ультразвуковой волны на гранях отдельных кристалликов. Подобные флуктуации температуры вызывают появление тепловых потоков, увеличивающих потери акустической энергии. Термоупругие свойства тела зависят от размеров кристалликов и их ориентации, и, поскольку эти свойства определяют также и потери акустической энергии Д , можно написать [c.254]

Измерение поглощения ультразвука в широком диапазоне частот показало, что в зависимости от микроструктуры металла, от термообработки и величины его зерна будет изменяться и поглощение звука. При этом наибольшим поглощением обладает крупнозернистая дендритная структура металлов. Это дает возможность применить [c.146]

Начнем с первого механизма. Все современные представле-иия об энергетической структуре металла основываются на том, что электроны проводимости и фононы представляют собой две сравнительно слабо связанные подсистемы. Слабость взаимодействия между электронами проводимости и фононами (колебаниями решетки) обусловлена тем, что основное взаимодействие между электронами и решеткой входит в законы дисперсии электронов и фононов ). Слабость электрон-фононного взаимодействия позволяет при рассмотрении этого взаимодействия, как правило, ограничиваться однофононными процессами — поглощением и испусканием фононов электронами. Так как скорость электронов с энергией порядка энергии Ферми значительно больше скорости звука, эти процессы разрешены законами сохранения ). [c.205]

Однако методы ультразвукового контроля не ограничиваются только одной дефектоскопие . Так, измеряя скорость распространения и коэфф1 циент поглощения ультразвука в различных средах, можно судить об упругих параметрах последних—плотности, вязкости и модуле упругости, ибо они-то и определяют величины скорости и поглощения ультразву овых колебаний. При этом появляется возможность связать данные подобных измерений со структурой испытуемых материалов. Например, но величине поглощения звука в металлах мож то определять величину зерна, а следовательно, и структуру исследуемого металла. По данным измерений скоростей распространения продольных и поперечных ультразвуковых волн определяют упругие константы (модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона) металлов и таких материалов, как каучук, пластмасса, стекло, фарфор, лед. А так как подобные измерения позволяют исследовать также шнетику процессов, происходящих в твердых телах, то этим методом можно контролировать напряженное состояние материала, например измерять модули упругости сильно нагруженных железобетонных или стальных конструкций. [c.8]

Измерения поглощения в большинстве металлов и сплавов проводятся импульсным ультразвуковым методом. При этом наблюдается затухание импульсов, многократно отраженных от граней испытуемого образца. Сопоставление данных ультразвукового метода с металлографическими данными о размерах зерен металла позволяет уточнить характер зависимости поглощения звука от структуры металла. Блок-схема ультразвуковой установки для контроля структуры металлов аналогична схемам импл льсных дефектоскопов, т. е. состоит из синхронизирующего генератора, генератора высокой частоты, усилителя [c.148]

Для тел, отличающихся однородной структурой, поглощение ультразвуковых колебаний невелико и в основном определяется коэффициентами вязкости и теплопроводности. В неоднородных структурах поглощение может достигать достаточно большой величины [122, 123, 124]. При этом характер частотной зависимости коэффициента поглощения и его величина зависят, как уже указывалось, от соотношения между длиной волны звука Q) и размером кристаллов в металле d) (см. гл. I). Особенно велико поглощение при ( /л 1 и главным образом определяется диффузионным рассеянием. В этом случае рассеяние звука подобно рассеянию света в мутной среде. С изменением соотношения между длиной волны и размерами кристаллов механизм поглощения изменяется. Так, нри dll. < 1 сильно возрастает ноглощение, обусловленное теплопроводностью, что приводит к превращению колебательной энерх ии акустической волны в тепловую [24]. [c.147]