基于聲圖像的材料缺陷、失效模型的研究.pdf

1、在現(xiàn)代電子工業(yè)中,各種新型材料得到了廣泛應(yīng)用.由于這些新型材料在加工和應(yīng)用過(guò)程中的復(fù)雜性導(dǎo)致他們出現(xiàn)了各種類型的缺陷.這些缺陷嚴(yán)重影響了材料的性能和壽命.為了實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的無(wú)損檢測(cè)并監(jiān)測(cè)它們的質(zhì)量與使用狀態(tài),建立材料的缺陷與失效模型便顯得尤為重要.激光掃描聲學(xué)顯微鏡(Scanning Laser Acoustic Microscope,簡(jiǎn)稱SLAM)作為聲顯微技術(shù)的一種主要形式,是一種新型高分辨率的無(wú)損檢測(cè)儀器,對(duì)于研究新材料和新器件的內(nèi)

2、部結(jié)構(gòu)問(wèn)題特別有用.利用SLAM系統(tǒng)對(duì)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)成像,可以獲得樣品內(nèi)部的聲學(xué)幅度圖像和相位圖像.幅度、相位又與材料的各種聲參數(shù)密切相關(guān),因此我們可以通過(guò)圖像處理與計(jì)算獲得相應(yīng)的材料的聲速度分布圖與聲衰減圖像.從理論上建立材料的缺陷模型,并結(jié)合聲衰減分布圖與超聲損傷力學(xué)原理,就能獲得材料的失效模型.第一章,對(duì)該課題的開發(fā)背景、應(yīng)用情況和國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況進(jìn)行了介紹.第二章,對(duì)該課題所用到的基本知識(shí)包括SLAM系統(tǒng)和數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行了敘述

3、.第三章,對(duì)SLAM系統(tǒng)進(jìn)行改造,分析了聲信號(hào)參數(shù)與材料性能參數(shù)之間的關(guān)系.通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得了聲相位圖與聲幅度圖,并通過(guò)數(shù)字圖像處理獲得了相應(yīng)的速度圖與衰減圖.第四章,通過(guò)分析聲波的傳輸規(guī)律,建立了缺陷的理論模型.并通過(guò)數(shù)值計(jì)算與模擬,分析了缺陷大小與形狀對(duì)透射率的影響.第五章,通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),并利用第三章的原理建立了多種缺陷的圖像庫(kù).結(jié)合損傷力學(xué)基本理論和第四章的結(jié)果,分析了多層陶瓷的性能與使用壽命.第六章,對(duì)整個(gè)階段的理論研究、實(shí)驗(yàn)與模擬