地圖整飾

[拼音]：shengfashe

[外文]：acoustic emission

在固體材料內由於能量的迅速釋放而產生瞬時彈性波的現象。聲發射與材料中的區域性不穩定狀態有關，它是材料中區域性能量再分佈的結果。這種能量的再分佈往往是材料損壞前的徵兆。因此，可以利用聲發射來研究固體材料，也可用來作為對材料無損檢測的一種方法。聲發射技術是以聲發射現象為依據發展起來的，有著多方面的應用。

產生聲發射的源是一種微動態變形的過程，例如雙晶的形成、馬氏體相變、位錯斷裂和空位聚合等現象。在許多材料中由於範性形變而引起的整體沉陷要產生聲發射。在交錯的位錯聚合處產生破裂核心也是導致聲發射的原因。有些情形下，如晶粒間或晶粒內的斷口、脆裂和破裂擴充套件都會發生較大的聲發射。聲發射大多是產生一系列的聲脈衝波，在一定時間內聲脈衝的強度和數目的多少往往是判斷聲發射情況的依據。

用聲發射技術檢測材料時，被檢測的材料必須在一定的條件下才能激發材料中的異常處使之產生聲發射的脈衝波。一般採取的辦法是在材料上外加負載。在焊接的過程中，材料中的熱迴圈、熔化和凝結都會有聲發射的現象產生。材料中殘餘應力的釋放也可產生聲發射。

在一些情形下，聲發射是可以聽到的。例如，岩石破裂前或木材斷裂前發出的聲音。然而，許多情形下的聲發射是聽不見的，必須用特殊的儀器測量。一般的，聲發射的脈衝波有豐富的頻率成分，大多頻率在千赫到兆赫之間的範圍。

雖然有些聲發射現象早已為人們所知，但是聲發射只有在現代化電子儀器和效能優良的感測器出現後，才得到廣泛的研究和應用。感測器是將材料內聲發射產生的彈性波轉變成相應的電訊號的器件。這種感測器通常是壓電型別的換能器，如鋯鈦酸鉛及壓電陶瓷換能器。感測器與前置放大器相連線。前置放大器將聲發射的訊號放大後送到主放大器將訊號進一步放大，然後對放大了的聲發射訊號根據需要進行各種處理。

聲發射訊號的處理系統

主要有單通道系統和多通道系統兩種。

（1）單通道系統。它是由一個接收換能器及放大器和測量儀表所組成的系統。較早期的處理方法是將聲發射訊號通過閾電路，在一定的時間間隔內和一定的閾值下以聲發射訊號通過閾電路的次數來判斷聲發射的情況。另一種方法是測量聲發射訊號的均方值。這樣就可以測量聲發射訊號在短時間間隔內的能量。進一步的處理是對聲發射訊號做聲譜分析及統計分佈等方面的工作。

（2）多通道系統。它是同時使用多個放在不同位置的接收換能器和放大器的處理系統。多通道系統利用聲定位的方法能夠確定聲發射源的位置。

聲發射發出的脈衝波在材料中傳播的損耗不大，聲脈衝發射後很快在材料中傳播到各處。因此，聲發射的檢測比較方便。但是，接收到的聲發射訊號往往不易與噪聲干擾分開，這是聲發射技術應用中的一個問題。現在有許多解決辦法，用多通道系統就是其中之一。

聲發射技術的應用

主要包括以下幾個方面。

（1）材料的研究。材料在相變過程中產生聲發射，聲發射表徵著材料的特性，研究聲發射可以研究單晶、多晶和複合材料中的形變，還可以用來研究材料中裂縫處破裂的機理。對於地質材料的研究也是聲發射技術應用的一個重要方面，例如研究岩石中的形變和破裂過程，它可以用於礦山的崩塌和滑坡、塌方等的預報，也與地震的研究有關。另一方面的重要應用是研究材料在高溫下的特性。進行這方面的研究需要有耐高溫的感測器。

（2）結構安全度的檢測。如果在結構材料中出現裂縫，當結構被載入時聲發射的現象有變化。因此，可以用聲發射技術監測結構物的安全程度，發現裂縫和估量裂縫的嚴重程度。用多通道系統還可以定出裂縫的位置。這方面的應用很有實際意義，如檢測核工業、石油工業中的壓力罐，火箭發動機罩，建築結構，橋樑，管道等。

（3）焊接質量的檢驗。聲發射技術可用於焊接的三個階段來檢驗焊接的質量。在焊接進行的過程中用以檢查是否有缺陷出現；如果焊接質量低於某個水平則停止焊接。焊接完畢後立即檢驗有無裂紋。在應力釋放的過程中檢驗是否有再熱裂縫出現。

參考書目

R.W.Nichols，Acoustic Emission， Applied Science Publ.，London， 1976.