单颗磨粒磨削玻璃的声发射实验研究

采用单颗金刚石压头作为磨粒对玻璃进行磨削实验,采集了磨削过程中的声发射信号,分析了磨削参数变化对声发射信号参数特征值的影响。结果表明:磨削过程中产生的声发射信号特征参量值振铃计数值、信号均方根值RMS随着磨削深度和磨削速度的增大而增大;随着工作台移动速度的增大而减小。在本实验条件下得到的声发射信号频率峰值主要在15.53 kHz以及18.65 kHz两个部分,且实验时主要研究玻璃材料脆性方式去除过程,说明了玻璃脆性断裂时产生的声发射信号频率峰值集中在15.53kHz和18.65 kHz。     

起重机梁活性缺陷的声发射信号特征

探讨起重机梁缺陷的声发射信号特征和发展规律。采用模拟梁加载试验,获得梁上人工裂纹萌发和扩展过程的声发射信号。通过经验模式分解方法分析出不同载荷和裂纹扩展过程的声发射频率特征。结果表明,起重机梁活性缺陷声发射信号为突发性信号,每一事件声发射所含频率成分复杂。一般裂纹萌发时的声发射信号频率较低;随着裂纹的发展,频率逐渐增高,缺陷频率范围约为25～160 kHz。该研究为起重机械活性缺陷的声发射检测技术提供了理论基础。     

V型切口板材试件拉伸断裂过程中的声发射特征

制作了直V型切口和斜V型切口板材试件,设计了板材拉伸断裂声发射监测试验。结合金属断裂力学性能和红外热图,分别对两种切口板材主要声发射参数与断裂过程的相关性进行深入分析,研究试件损伤过程的声发射参数表征以及某些参数特征。结果表明,声发射能量计数、振铃计数、撞击、幅度和频谱峰值能较好地表征试件损伤过程。证明了声发射技术应用于钢制结构损伤实时监测和预警的可行性,并得出某些声发射参数的重要特征。     

异种钢接头热影响区裂纹扩展声发射特征信号分析

文中以P92钢与Ni基焊材焊接热影响区为研究对象,通过采集紧凑拉伸试验过程中异种钢接头热影响区启裂及裂纹扩展的声发射特性信号,分析裂纹扩展的声发射信号幅值、频率分布、能量及振铃计数等特征参数,同时分析声发射特征信号与断口形貌之间的对应关系。结果表明：裂纹扩展声发射信号均为突发型信号,频率主要集中在50～200 kHz;裂纹稳定扩展的声发射信号具有平均幅值较低、总能量和振铃计数率参数变化平缓的特点;裂纹失稳扩展的声发射信号具有平均幅值较高、总能量和振铃计数率参数呈瞬时增加的特点;裂纹稳定扩展阶段的声发射特征信号与韧性断口特征相对应;裂纹失稳扩展阶段的声发射特征信号与准解理断裂或解理断裂特征相对应。     

C/SiC复合材料拉伸过程的声发射研究

利用声发射（AE）技术对C／SiC复合材料试样拉伸试验过程进行动态监测。通过声发射多参数分析法对拉伸过程中的声发射累计能量和平均持续时间随载荷或时间的变化进行了综合分析；同时对拉伸过程中典型AE信号的频率特征进行了分析，揭示了C／SiC复合材料拉伸损伤的演化过程及规律，给出了材料拉伸损伤发展的不同阶段以及各阶段损伤类型。通过声发射累计能量随载荷变化的斜率突变定义了材料临界损伤强度。     

SPCC钢动态摩擦与塑性变形声发射信号对比分析

金属板材在塑性加工中不可避免产生摩擦。利用声发射技术检测塑性加工的摩擦状况。以SPCC钢在单向拉伸与相对运动速度为100mm/min、正压力为7.5 kg的动态摩擦过程产生的声发射信号为研究对象,采用参数关联分析方法对两种信号进行了对比分析。试验结果表明,在相同采集的条件下有①摩擦声发射幅度与拉伸声发射幅度相差不大。②幅度相同时的摩擦声发射能量值比拉伸过程产生的声发射能量值要大得多;而摩擦声发射振铃计数值却小于拉伸声发射振铃计数值。③动态摩擦过程产生的声发射信号的持续时间在从很低到8 000μs这一范围;而拉仲过程声发射信号的持续时间一般低于5 800μs,仅当出现裂纹或断裂时才出现更高的持续时间的声发射信号。     

起重机箱形梁结构表面裂纹扩展的声发射特性

采用声发射技术监测带有表面焊接裂纹的箱形梁结构的三点弯曲试验。分析了箱形梁试件受载弯曲过程中裂纹扩展的声发射信号特征,比较了加载过程中不同载荷水平下定位源信号的声发射参数特征。研究发现,表面裂纹扩展的声发射信号为突发型信号,其幅度主要为45～60dB,频率主要分布在100～450kHz。试验结果表明,线定位方法可以对箱形梁试件中的裂纹缺陷进行准确定位。     

防喷器材料在拉伸过程中的声发射信号特性

用声发射技术研究防喷器材料ZG25CrNiMo裂纹试件的拉伸损伤与断裂行为。声发射仪器记录了ZG25CrNiMo裂纹试件在拉伸破坏过程中的声发射信号,运用声发射参数分析方法和波形分析方法对zG25crNiMo裂纹缺陷试件的声发射数据进行分析,得出材料在拉伸过程中的损伤类型以及各阶段所呈现的特性。试验结果表明,拉伸过程中破坏机制对声发射信号的特征具有显著影响,不同损伤阶段的信号频谱特征存在差异。     

拉伸载荷下陶瓷基高温复合材料损伤状态特征分析

基于声发射(AE)信号和计算机断层扫描(CT)成像技术,开展了高温复合材料的内部损伤状态分析。通过声发射技术获得复合材料损伤时的宏观应力波信号,分析得到声发射信号的频率等波形特征参数;通过计算机断层扫描得到复合材料结构内部微细观三维损伤图像,判断存在的损伤类型。结果表明,不同工艺陶瓷基高温复合材料在拉伸载荷下,内部会产生不同类型的损伤,纤维束与基体之间的脱黏开裂所对应的声发射信号特征频率为44 kHz,基体失效的特征频率为150 kHz,纤维束断裂损伤的特征频率为250 kHz。     

压力容器密封失效泄漏声发射检测

主要通过介绍两台压力容器密封失效泄漏的声发射检测案例,分析了压力容器密封失效泄漏时声发射信号特性。检测结果显示当泄漏介质为液体时,密封失效泄漏信号为幅度较低的连续型信号,中心频率约为10～50 kHz;当泄漏介质为气体时,泄漏信号为幅度较高突发型信号占优的混合型信号,中心频率约为100～400 kHz,此类信号能通过时差定位方法实现定位。检测结果为类似压力容器泄漏声发射检测提供了参考。     

电参数对锆材微弧氧化膜层厚度的影响

利用微弧氧化技术在锆材表面原位生成微弧氧化膜层。研究电压、占空比、频率和电流密度对锆材微弧氧化膜层厚度的影响,并利用单因素方差分析法,分析各电参数对膜厚影响的显著性。结果表明：在试验范围内,随着电压的升高、占空比的增大、频率的减小或电流密度的增大,锆材微弧氧化膜层厚度增加;各电参数对微弧氧化膜层厚度影响的主次顺序为：电压和电流密度＞占空比＞频率,其中频率对膜层厚度无明显影响。     

Structure and mechanical properties of oxide films on zirconium alloys upon oxidation under different conditions

The structure and mechanical properties, as well as the mechanism and kinetics of the destruction of oxide films formed on tube specimens of E110 zirconium alloy based on electrolytic or sponge zirconium upon corrosion testing in an autoclave and high-temperature oxidation in steam (LOCA conditions), were studied with the use of transmission and scanning electron microscopy, microhardness measurements, acoustic emission, and fractography. Oxide films on specimens made of electrolytic zirconium upon testing in an autoclave are found to be composed of extended grains with a thickness of 100 nm, while those on sponge specimens are composed chiefly of equiaxial grains with a diameter of 30 nm. After high-temperature oxidation, the structure of oxide films consists of extended grains of a variable thickness, which increases from the surface to the film-metal boundary from 600 nm to 2.5 μm on specimens made of electrolytic zirconium and from 250 nm to 2 μm on sponge-zirconium specimens. The microhardness of films after testing in an autoclave is 1200 ± 50 HV on electrolytic zirconium and 2000 ± 50 HV on sponge zirconium. The hardness of films on sponge-zirconium specimens upon high-temperature oxidation is 1600 ± 50 HV. The combined analysis of deformation diagrams, fractures, and acoustic emission data showed that the destruction of thin oxide films after testing in an autoclave and that of thick films after high-temperature oxidation begins with the formation of transverse brittle ruptures at the same load of 12–15 MPa. The number of cracks in the films on specimens that underwent high-temperature oxidation increases under loading especially rapidly on electrolytic zirconium.     

应变水平对锆合金动载下塑性变形机制的影响

基于实验设计研究了应变参数对锆合金动载下塑性变形机制的影响。通过控制应变速率,采用应变限位环的方法实现了锆合金高应变速率下应变参数的单一分离,应变速率为2300 s~(-1)时,获得了4个不同的应变水平:0.11、0.21、0.30、0.33。基于锆合金高应变速率不同应变下微观组织的表征,预测了应变参数对锆合金动载下塑性变形过程的影响。结果表明:形变带和转变带是锆合金不同应变阶段塑性变形的重要方式,形变带内部由严重变形的晶粒组成,而转变带内部主要由100~300 nm的细小等轴晶粒组成。在变形初始阶段,锆合金变形以柱面滑移和锥面滑移为主,以孪生为辅;随着应变的增加,位错持续增殖,位错的塞积导致应力增加,直至最大抗压强度;当应变达到一个临界值时,形成形变带;随应变继续增加,形变带发生动态再结晶,演化为转变带;应变继续增加,便会在剪切带内部诱发微空洞、微裂纹,直至材料断裂。     

CANDU6堆用锆合金棒材的超声波检测

鉴于CANDU6重水堆用锆合金棒材严格的质量要求，对其超声波检测要求进行了技术分析，确定了检测方法。利用ROTA25超声波检测设备，合理选择检验工艺参数，满足了检测要求，实现了对CANDU6重水堆用锆合金棒材高速自动检测，保证了产品质量。     

声发射技术在三维编织复合材料测试中的应用研究

论述了声发射技术在三维编织复合材料拉伸过程损伤测试中的应用，结果表明，通过采集声发射参数可以描述复合材料在载荷情况下的内部变形的损伤机制。系统采用小波分析方法对声发射信号进行噪声处理，用频谱图描述复合材料的内部损伤变形特征，为复合材料的力学性能分析和材料复合工艺的改善提供理论基础。     

锆微弧氧化表面处理技术研究进展

锆及锆合金是重要的核结构材料和有潜力的生物医用材料,但在实际应用中,腐蚀、磨损易造成其失效,而适当的表面改性是提高它们服役性能的有效手段。重点介绍了锆及锆合金微弧氧化（MAO）表面处理技术的研究现状,讨论微弧氧化过程中电压电流特征及微弧放电机理,总结电解液体系及电参数对锆微弧氧化膜生长及膜层性能的影响规律,最后指出目前存在的问题和后续的研究方向。锆微弧氧化膜硬度高,致密性好,能大幅度提升基材的抗磨损和抗腐蚀性能。因此,锆微弧氧化技术在核电及生物医学领域有着很好的应用前景。此外,电解液中铝、硅元素进入微弧氧化膜后可以稳定膜层中高温氧化锆相（t-ZrO2）,避免膜层中应力集中和微裂纹的产生。用P和Ca元素修饰后的锆微弧氧化膜具有较好的生物活性、抗体液腐蚀和抗菌性能。     

基于声发射信号模式的齿轮特征识别研究

鉴于声发射信号对齿轮早期裂纹具有独特的敏感性,对早期齿轮声发射信号的特征识别具有重要意义。介绍小波变换理论及其原理,建立齿轮疲劳试验平台,利用小波阈值降噪对不同工况下齿轮声发射信号进行预处理,获取高能量频段的信号并提取时域、频域特征参数,将其作为BP神经网络的输入,以识别不同工况下的声发射信号。实验结果表明：与去噪后的全频段信号相比,基于高能量频段信号所提取的特征参数具有更高的识别率,为早期齿轮故障信号分析和检测提供借鉴。     

Influence of minor additions on the emissivity of the oxide scale of FeCrAlY alloys during resistance heating

Chromium aluminum yttrium (FeCrAlY) alloys owe their low oxidation rate to the formation of a slow growing α‐alumina scale. For material used for heating elements not only the life time and the behavior of the resistance during the life time is of relevance, but also the emission coefficient of the oxide scale. The power density J_S produced by resistance heating of strip with 50 µm thickness and about 5–6 mm width at 1050 °C is approximately equal to the radiant flux density, which is according to Stefan–Boltzmann's law proportional to the total emission coefficient ε_g. Resistance heating tests were performed on samples made from FeCrAlY alloys with different zirconium and carbon content. The “high zirconium” containing FeCrAlY alloys (zirconium > about 0.10%) have a higher power density/emissivity than the “low zirconium” alloys. In parallel with this, all samples with higher power density/emissivity have internal oxidation and therefore a “rough” metal–oxide interface. Thus, one cause for the increase of the emissivity of the scale could be this rough metal–oxide interface; other causes could be a higher amount of zirconium incorporated into the scale, more pores and/or different grain structure in the scale. Additionally the carbon content influences the appearance of a higher emissivity and the internal oxidation.     

Fabrication,characterisation and investigation of zirconium oxide corrosion behaviour on resistance of zirconium oxide nanotubes in artificial saliva as biological environment

Zirconia nanotubes were prepared in glycerol electrolytes containing fluoride ion and water via anodisation. The systematic study of the influence of anodising parameters (applied voltage and electrolyte temperature) on the zirconia nanotube diameter and their corrosion resistance in the artificial saliva solution as biological medium at 37±1°C have been demonstrated. Nanotubes were characterised by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The FE-SEM results show that zirconia nanotubes have an outer diameter of 40–120 nm and inner diameter of 10–60 nm. The corrosion properties of samples were examined by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarisation tests. The results indicate that zirconium oxide nanotubes that were prepared at 50 V and 5°C demonstrate the best corrosion resistance.