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产品信息  / News
RUSpec超声共振谱仪
来源: | 作者:teclab | 发布时间: 2015-08-03 | 10003 次浏览 | 分享到:
Resonant Ultrasound Spectrometer 高精度测量材料弹性模量和内耗,衰减分析
        


         

背景:

     早在1990年美国Los Alamos国家实验室为了解决低温下超导体力学性能高度精度测量技术难题,研发了超声共振谱模量测量技术。 经过多年的技术积累RUS技术已经被广泛用于高精度弹性模量测量。并且已有很多用户自行将该技术扩展至低端环境下测量材料弹性模量

原理:

   材料的共振频率取决于材料的形状,密度以及弹性模量。RUSpec测量样品材料在几乎无应力状态下的超声共振频率,并与理论计算得到的共振频率进行迭代,最终匹配分析并计算出弹性模量。
     
将样品如右图所示置于超声换能器之间,让样品尽量少的超声换能器,尽量少的受到外界接触应力,并收到超声换能器激励发生简正振动,并会获得一系列共振峰,这些共振峰值取决于样品大小,形状,弹性常数等。每个共振峰对应了一种振动模式。如下图即为平行六面体的几种简正振动模式。 
      

功能:
可以测量各向同性材料的
杨氏模量
体积弹性模量
剪切模量
泊松比
横波声速和纵波声速
同时测得C11,C44独立弹性常数
对于下列各向异性材料
•Cubic 立方 
•Hexagonal 六角
•Tetragonal 四方
•Orthorhombic 正交
可以高精度地测量出各个独立弹性常数

优势与特性

可测量的固体硬质材料样品尺寸可从几毫米到大于十厘米
测试温度可从液氦到超过1850摄氏度(需自行扩展)
测量结果反映了样品整体的力学特性,避免了常规方法得到的是某点或某个方向的结果
被样品可以很小,特别适用于有限尺寸材料样品模量测量
各向异性材料也可通过一次测量得出全部独立弹性常数
测量精度可达0.01%   
 


 
 





  
 




RUSpec测量样品从液氮到常温下的模量变化曲线