0.36BiScO₃-0.64PbTiO₃/环氧1-3-2用于非破坏性测试应用的高温复合超声波传感器

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
• 非破坏性测试是一种非破坏性测试.

背景情况:

• 高温非破坏性测试 (NDT) 要求超声波传感器具有出色的耐热性和灵敏度.
• 压电复合材料通过高电机 coupling 和可调声阻抗来提高传感器性能.

研究的目的:

• 设计和制造使用0.36BiScO3-0.64PbTiO3 (BSPT) 的1-3-2复合高温复合超声传感器 (HTCUT),用于高温无线测试.
• 评估这些新型HTCUTs的温度依赖性性能特征.

主要方法:

• 使用BSPT和高温环氧的1-3-2复合材料和HTCUT的制造.
• 电机械合系数 (k_t),脉冲回声响应和从25°C到250°C的带宽的表征.
• 与单一的BSPT高温超声波传感器 (HTUT) 的性能比较.

主要成果:

• 与单体BSPT (~0.5) 相比,1-3-2复合材料在高温下 (~0.64在250°C) 呈现出更高的k_t.
• HTCUT显示出可辨别的脉冲回声信号高达250°C,稳定的信号低于150°C,灵敏度提高7dB.
• 带宽显著增强,在250°C时达到HTCUT的~103%,而单体BSPT HTUT的~30%.

结论:

• 开发的基于1-3-2 BSPT的HTCUT显示出优越的耐热性和对高温NDT的灵敏性.
• 增强的机电性能和带宽证实了这些传感器在苛刻的工业检查应用中的潜力.
• B模式成像和缺陷检测测试验验证了HTCUT在高温环境中的实用性.