超聲共振頻譜法測量固體材料等溫壓縮系數(shù)的研究.pdf

1、熱力學溫度是七個國際單位制基本單位之一，單位是開爾文（K）。它客觀反映了物體的真實溫度，精確測量熱力學溫度與科學研究、技術(shù)發(fā)展、工業(yè)生產(chǎn)、人們的日常生活息息相關(guān)。目前測量熱力學溫度的方法有很多種，氣體折射率基準溫度計是一種直接測量熱力學溫度的新型方法。以氦氣為工質(zhì)的氣體折射率基準溫度計的工作壓力可達若干兆帕，為獲得相對標準不確定度為1×10-6的熱力學溫度測量結(jié)果，需要不同溫度下腔體材料的等溫壓縮系數(shù)的測量不確定度不超過0.1％。

2、>　　固體材料的等溫壓縮系數(shù)與其彈性參數(shù)密切相關(guān)，準確測量固體材料的彈性參數(shù)就可以得到等溫壓縮系數(shù)。彈性參數(shù)是溫度的函數(shù)，然而，國內(nèi)缺乏變溫環(huán)境下準確測量固體材料彈性參數(shù)的儀器和裝置。為此，本文作者基于超聲共振頻譜法原理，研制了可在變溫條件下工作的超聲共振譜法測量系統(tǒng)，系統(tǒng)包括超聲傳感器、聲學發(fā)射和接收系統(tǒng)，恒溫系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)。在常溫下分別測量了四種不同能量品質(zhì)因數(shù)（Q值）的固體材料的彈性參數(shù)，分析了影響測量準確性的因素，測

3、量的共振峰匹配誤差（RMS）可小于0.04%，與國外先進商業(yè)儀的測量結(jié)果有良好的一致性。在此基礎(chǔ)上，測量了316L奧氏體無磁不銹鋼、軸承鋼（9Cr18）、無氧銅和氧化鋁四種被測樣品在273 K至353 K的彈性參數(shù)，獲得了四種被測樣品材料的楊氏模量E、剪切模量G和泊松比ν隨溫度變化的關(guān)系，并根據(jù)等溫壓縮系數(shù)的定義式，得到了四種被測樣品材料在273 K至353 K范圍內(nèi)每隔10 K的溫度點對應(yīng)的等溫壓縮系數(shù)。
　　該超聲共振譜法測量