柔软,粘性弹性材料的彻底超声波质学:交联聚氨弹性体的例子

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 声学 声学 在声学方面
• 类风病学 类风病学 类风病学

背景情况:

• 软,粘性弹性材料如聚氨 (PU) 在水下声学中至关重要.
• 在超声波频率下精确测量它们的质性质是具有挑战性的.
• 了解这些特性是材料表征和应用设计的关键.

研究的目的:

• 开发和介绍一种方法来测量在超声波频率下柔软,高度减弱,粘性弹性材料的质性.
• 为了确定一个聚氨弹性体 (Sika UR3440型) 的复杂纵向模量 (M) 和剪切模量 (G),作为频率和温度的函数.
• 验证分数导数的风学模型,并为材料行为提出分析公式.

主要方法:

• 利用超声波平面波 (纵向和横向) 来探测聚氨弹性体板.
• 测量在水中浸泡的纵向波的传输,以确定复杂的纵向模量 (M).
• 使用与薄板的接触测量和原始信号分析来确定剪切模量 (G).

主要成果:

• 成功确定了聚氨在1-5 MHz和5-40°C的M和G.
• 观察到M,G和体积模量 (K) 遵循时间-温度叠加原理.
• 发现分数导数流态模型准确地描述了材料的行为.

结论:

• 开发的程序允许在超声波频率下准确地对柔软的粘性弹性材料进行学表征.
• 分数导数模型为描述聚氨弹性模块的频率和温度依赖提供了一个强大的框架.
• 为M,G和K提出了分析公式,适用于材料玻璃化过渡温度以上.